cienciesnaturals.com

Biologia

Activitats i exercicis d'ecologia (1)

1.- En un ecosistema aquàtic hi viuen els organismes següents que tenen els hàbits alimentaris que apareixen a la taula:

1.1.- Estableix la xarxa tròfica d'aquest ecosistema (fer un esquema amb fletxes).
1.2.- Indica a quin nivell tròfic pertany cada organisme de la taula.
1.3.- Tenint en compte que hi ha d'haver un reciclat de la matèria, quins organismes són responsables de tancar el cicle?

2.- Indica per a cada cas el problema mediambiental implicat i una de les conseqüències que se'n deriven.

a) Les activitats industrials augmenten la producció de gasos com el diòxid de carboni a l'atmosfera.

b) A causa de la necessitat de fusta per obtenir pasta de paper, combustible, materials de construcció, etcètera, es fa una sobreexplotació dels boscos.

c) Quan es cremen combustibles fòssils per mitjà de les calefaccions, els automòbils, el transport aeri, etc., la combustió allibera gasos com el diòxid de sofre i el diòxid de nitrogen que, en contacte amb l'oxigen i el vapor d'aigua de l'atmosfera, es transformen en àcid sulfúric i àcid nítric, respectivament.

d) La producció de compostos clorofluocarbonats (CFC), utilitzats en nombrosos aerosols i en aparells de refrigeració, és una greu amenaça per al planeta.

3.- Els animals que viuen en un bosc tenen hàbits alimentaris diferents, alguns dels quals es contemplen en la llista següent:

3.1.- Estableix la xarxa tròfica d'aquest ecosistema.
3.2.- Digues a quin nivell tròfic corresponen tots els organismes del bosc esmentats.
3.3.- Quina diferència hi ha entre cadena tròfica i xarxa tròfica?
3.4.- Tenint en compte que hi ha d'haver un reciclat de la matèria, quins organismes són els responsables de tancar el cicle?

4.- Digues quines d'aquestes afirmacions són falses i quines són certes. Justifica les respostes.

a) La deforestació fa que augmenti l'efecte hivernacle.

b) L'afebliment de la capa d'ozó és causat per un augment de la concentració de CO2 a l'atmosfera.

c) La utilització massiva de combustibles fòssils fa que s'emetin a l'atmosfera grans quantitats de SO2 i de NO2 que en combinar-se amb el vapor d'aigua atmosfèric formen substàncies que són causants de la pluja àcida.

d) La majoria de fosfats que contaminen l'aigua procedeixen de l'activitat biològica de les algues.

e) Per tal de disminuir l'efecte hivernacle caldria reduir, a escala mundial, la producció de CFC que s'utilitzen en nombrosos aerosols i en aparells de refrigeració.

5.- Els bacteris són cèl·lules procariotes que presenten unes característiques particulars.

a) Els bacteris fotosintètics, on tenen localitzats els pigments per dur a terme la fotosíntesi?

b) Quin paper juguen els bacteris en el cicle biogeoquímic del N?

6.- Omple els espais buits dels paràgrafs següents (fixa't que al final de cada paràgraf hi ha algunes de les paraules que hi manquen):

a) <<En el medi oceànic es troben moltes i molt variades __________ naturals. La riquesa i la __________ d'aquestes depenen de la distància a la __________ i de la profunditat. Així, com més lluny de la __________ i com més gran és la fondària, hi ha menys __________ i menys individus.
Morfològicament els __________ oceànics es classifiquen en funció de la seva profunditat. La __________ continental correspon a la zona en contacte amb el continent, de __________ suau i d'amplada molt variable. El seu límit, establert convencionalment, és la __________ de 200 metres. Es tracta d'una zona molt rica en __________. La __________ està sotmesa als canvis de nivell del mar deguts a variacions climàtiques. Dintre de la __________ la __________ de 50 metres és el límit de la zona litoral. El __________ continental presenta un pendent molt fort i el seu límit s'ha establert en la __________ de 2.000 metres. Els __________ de profunditat superior als 2.000 metres constitueixen les planes abissals.>>
(talús, costa, fons, isòbata, comunitats)

b) <<Pel que fa a les condicions de vida i a les característiques comunes dels organismes que hi viuen, el medi marí es divideix en dues regions, la nerítica, d'aigües somes situades damunt de la __________ continental, i l'oceànica, de __________ obert més enllà de la __________ continental. Aquesta última es divideix en: zona fòtica o __________ , on té lloc la __________ , que s'estén fins a una profunditat mitjana de 50 a 100 metres; zona batial, situada per sota de la zona fòtica i fins uns 2.000 metres de profunditat i que és el límit del talús continental; zona __________ , que correspon a les fondàries oceàniques de més de 2.000 metres.
Segons el tipus de vida, s'acostuma a distingir entre els organismes __________ , que viuen independentment del fons, suspesos a l'aigua, com el plàncton i el nècton, i els organismes bentònics o __________ , que viuen als fons fixos o desplaçant-s'hi.
El plàncton és la comunitat biòtica formada pels organismes que viuen en suspensió a les capes superficials de les aigües i que es mouen de forma passiva a causa dels corrents marins i dels vents.
El plàncton està format per dues fraccions, el fitoplàncton, constituït per __________ unicel·lulars, i el zooplàncton, on estan representats la major part dels grups d'invertebrats, molts en formes larvàries (equinoderms, celenteris i nombrosos mol·luscs) i d'altres en forma d'adults, sobretot copèpodes (crustacis).
Els principals components del nècton són els __________ i els cefalòpodes, però també s'hi troben alguns __________ , com la tortuga marina, i els mamífers de l'ordre dels _________ (balenes, dofins, catxalots i orques).>>
(bentos, plataforma, abissal, rèptils, pelàgics, il·luminada)

c) <<El __________ és el conjunt d'organismes que viuen en els fons marins, __________ (sèssils), desplaçant-se per la __________ (vàgils) o adherits al substrat. Els organismes bentònics solen ser __________ o bé s'alimenten de sediment. El __________ vegetal està format per diversos grups d'algues i per les __________ marines com Posidonia i Zostera, que formen els anomenats "alguers", __________ que ocupen els fons litorals situats entre 10 i 30 metres de fondària.
Les algues bentòniques es troben des d'uns decímetres per sobre del nivell del mar fins a profunditats d'algunes desenes de metres, depenent de la__________ de les aigües.
En la distribució de les algues bentòniques es pot distingir la __________ següent: estatge supralitoral, ocupat pels organismes que no necessiten estar submergits i que en tenen prou amb l'aigua que els arriba dels esquitxos de les __________; la seva amplitud varia d'entre 30 cm per sobre del nivell de l'aigua i uns 4 o 5 m en les zones més batudes per les __________; estatge mediolitoral, poblat pels organismes que requereixen o toleren la __________, però que no poden viure permanentment submergits; estatge infralitoral, el límit inferior del qual està marcat per la desaparició de les __________ marines i que oscil·la entre 15 i 40 metres de fondària segons la __________ de les aigües; estatge circalitoral o zona molt poc il·luminada, que s'estén fins a fondàries on ja no és possible la vida vegetal. Per sota d'aquest estatge només es troben comunitats d'organismes __________ i descomponedors que es nodreixen dels excessos de __________ de les zones superiors.>>
(bentos, herbassars, zonació, fanerògames, filtradors, transparència)

7.- Completa el bloc diagrama següent que representa les zones o regions marines:

8.- Esquema simplificat de les relacions alimentàries que es donen en una roureda. Les fletxes indiquen cap a on flueix l'energia i la matèria en la comunitat:

8.1.- Digues a quin nivell tròfic correspon cada organisme de l'esquema adjunt.
8.2.- Suposeu que s'ha talat el bosc del costat i com a conseqüència a la nostra roureda hi arriben molts ocells insectívors; per què és probable que el nombre de mussols disminueixi? I, per què és probable que el nombre de llimacs augmenti?
8.3.- Quin efecte podria tenir l'arribada d'ocells insectívors sobre la població de roures? Raona-ho.

9.- Esquema simplificat de les relacions alimentàries que es donen entorn de les poblacions de tonyina del Pacífic. Les fletxes indiquen cap a on flueix l'energia i la matèria a la comunitat:

9.1.- Digues a quin nivell tròfic correspon cada organisme de l'esquema adjunt.
9.2.- Actualment la tonyina està sotmesa a una forta explotació per part dels pesquers japonesos i coreans que utilitzen immenses xarxes de deriva. De forma marginal aquestes xarxes capturen un gran nombre de dofins. Com creieu que influirà aquest fet en la població de peixos ictiòfags (peixos que mengen altres peixos)?
9.3.- Per què la població d'eufausiacis no estarà gaire afectada pels canvis en el nombre de tonyines i dofins?

10.- Informacions a tenir en compte:

• merla (ocell): menja cucs i fruits tous
• esbarzer: produeix móres
• gamarús (ocell de presa): menja ratolins i ocells
• ratolí: menja pinyons, pinyes i fruits tous
• cucs: mengen restes de fulles (de roure)
• toixó (mamífer): menja animals petits i fruits
• roure: produeix fulles i glans (fruit i llavors)
• pi: produeix pinyes i pinyons

10.1.- Fes un esquema de la xarxa tròfica corresponent.
10.2.- Indica quins són els productors i els herbívors segons aquesta xarxa tròfica.
10.3.- Observant la xarxa que has elaborat, justifica per què la biomassa total dels productors és superior a la dels herbívors.

11.- Esquema simplificat de les relacions alimentàries que es donen en un riu. Les fletxes indiquen cap a on flueix l'energia i la matèria en la comunitat:

11.1.- Digues a quin nivell tròfic correspon cada organisme de l'esquema adjunt.
11.2.- Un abocament de productes tòxics redueix notablement la població de truites del riu. Per què és probable que el nombre de tricòpters augmenti? I, per què és probable que el nombre de lluços de riu disminueixi?
11.3.- Com influirà la mortalitat de truites en la població de crancs de riu?

12.- La virosta (capa superior del sòl constituïda principalment per restes vegetals) s'acumula en gran quantitat en alguns boscos cap a la tardor. Una gran part de la virosta resta acumulada durant l'hivern, fins que a la primavera i a l'estiu es redueix notablement.
12.1.- Per quin motiu a la tardor augmenta l'acumulació de virosta?
12.2.- Explica quins processos es donen en la virosta i quins organismes hi participen.
12.3.- Justifica la importància d'aquests processos per al funcionament del bosc.
12.4.- Relaciona amb alguna variable ambiental el fet que a la primavera i a l'estiu es redueixi notablement la quantitat de virosta.

13.- [activitat proposada a les PAU 2001] En el seu treball de recerca una estudiant de batxillerat està investigant l'ecologia d'un bosc mediterrani. A la tardor ha recollit mostres de la virosta (restes vegetals, sobretot fulles, que s'acumulen als primers centímetres del sòl) del vessant orientat al sud (solana) i del vessant orientat al nord (obaga). La taula mostra les dades:

localitat	biomassa (g · m-2 pes fresc)
1 (solana)	1.360
2 (solana)	1.120
3 (solana)	1.270
4 (obaga)	1.580
5 (obaga)	1.720
6 (obaga)	1.830

13.1.- L'estudiant va trobar que la virosta contenia un 40 % d'aigua per terme mig. A partir de les dades trobeu la quantitat de biomassa mitjana en pes sec de la solana i de la obaga. Expresseu-ho en tones per hectàrea (1 ha = 10.000 m²)
13.2.- Esmenteu quins organismes són especialment abundants en aquests primers centímetres del sòl.
13.3.- Als boscos mediterranis, generalment, a les obagues (més ombrívoles) hi ha més arbres caducifolis que a les solanes (més assolellades). Justifiqueu aquesta afirmació a partir dels resultats de la taula.

14.- [PAU 1997] En el gràfic adjunt es representa el nombre de pells de llebre i de linx que s'havien venut a la Badia de Hudson (Canadà) durant 30 anys. Es pot apreciar que hi ha variacions cícliques cada 10 anys pel que fa al nombre de llebres i de linxs:

14.1.- A quin nivell tròfic correspon la llebre? I el linx? Justifiqueu el fet que el nombre de llebres generalment és superior al de linxs.
14.2.- Interpreteu per què els pics de màxim nombre de linxs ocorren, tal com s'observa al gràfic, sempre després que els de llebres.
14.3.- Doneu una hipòtesi del que passaria amb les llebres si desaparegués completament la població de linxs i no hi hagués cap altre depredador en l'ecosistema.

15.- [PAU 1997] Un graner de grans dimensions és habitat des de fa anys per una població de ratolins. En el graner s'emmagatzemen algunes tones de blat, del qual s'alimenten els ratolins. L'any 1994 una parella d'òlibes (ocells rapinyaires) les quals s'alimenten gairebé exclussivament de ratolins, van establir-se en el graner.
15.1.- En aquesta situació, quins són els nivells tròfics que estan representats al graner? En què es diferencien les relacions tròfiques que s'estableixen en un sistema natural i la cadena d'alimentació "perfecta" que es dóna al graner?
15.2.- Si la producció neta anual de la població de ratolins al graner fos d'uns 250 g (pes sec). Justifiqueu quina seria aproximadament la producció neta anual (en pes sec d'òlibes) i, suposant que siguin òlibes adultes, expliqueu en què s'invertiria probablement aquesta producció.
15.3.- L'al·lel que determina el color clar del pèl als ratolins és dominant sobre l'al·lel que determina el color fosc. Quina és la proporció de ratolins clars i foscos que hom podria esperar de la descendència entre dos ratolins heterozigots? Doneu també les proporcions genotípiques.
15.4.- Les dades de la taula següent corresponen a censos de la població de ratolins del graner, realitzats en els últims 5 anys:

any	nombre de ratolins de pèl fosc	nombre de ratolins de pèl clar
1992	55	220
1993	70	275
1994	70	130
1995	91	97
1996	109	78

Tenint en compte que les òlibes s'introdueixen el 1994, doneu una hipòtesi sobre els canvis observats al llarg del temps, tant pel que fa al nombre i a les proporcions de ratolins amb pèl clar, com amb pèl fosc.

16.- Lectura i qüestions: Els ecosistemes terrestres
<<Els ecosistemes terrestres ocupen una extensió de poc menys de la tercera part de la superfície terrestre. Als ecosistemes terrestres, les fulles s'interposen en la direcció dels raigs del Sol; en part n'absorbeixen la llum i en part la reflecteixen o la difonen en diverses direccions. L'alçada màxima dels arbres és d'uns 110 metres, però els boscos amb capçada contínua, en les millors condicions de creixement, rarament superen els 30 metres d'alçada.
Fou Alexander von Humboldt qui assenyalà per primera vegada les regularitats existents en la distribució d'animals i plantes en funció dels climes (influïts fonamentalment per la latitud, l'altitud i la continentalitat o distància al mar, entre altres factors) i inicià els estudis biogeogràfics.
La superfície del planeta es divideix, d'acord amb les àrees de distribució de les espècies, en regnes biogeogràfics (o zoogeogràfics) que al seu torn se subdivideixen en subregnes, regions..., i separats per grans barreres (oceans, serralades, deserts, etc.) actuals o pretèrites.
La península Ibèrica, a l'extrem sud-occidental d'Europa està dividida climàticament en dues parts. L'una, septentrional i limitada, presenta espècies i formacions vegetals pròpies de la regió eurosiberiana, que a Euràsia s'estén per sota de la zona àrtica fins als 40ºN, caracteritzada septentrionalment per la taigà (bosc de pins i avets, de fulla persistent) i a latituds més mitjanes (Europa Central i Atlàntica) pels boscos o selves d'arbres de fulla plana i caduca. L'altra part, molt més estesa a la Península, és de clar influx mediterrani. Aquesta regió mediterrània, que a Europa s'estén entorn d'aquest mar entre els 30º i els 45ºN, es caracteritza per formacions vegetals escleròfil·les, verdes tot l'any, com són els alzinars i, en indrets més àrids, les màquies o bosquines eixutes i denses d'arbusts igualment escleròfil·les.
En un país muntanyenc com el nostre apareixen, així mateix, en els cims de les grans muntanyes, espècies pròpies de la tercera regió biogeogràfica europea, la bòreo-alpina (la de la tundra àrtica i l'alta muntanya europea). De fet, als Països Catalans hi ha representats, des dels cims dels Pirineus fins a les planes litorals, els tres dominis de vegetació. Com que de fet és l'altitud la que determina en bona mesura l'aparició, i el recanvi, en alçada, dels diferents tipus de vegetació, s'utilitza el concepte d'estatge o zona estratificada per l'altitud; malgrat que els límits concrets varien en funció de les circumstàncies locals (en bona part per l'orientació: no és el mateix un vessant solell que una obaga) s'acostuma a designar com a terra baixa el territori que no ultrapassa els 800 m a 1.000 m d'altitud; muntanya mitjana és la compresa entre els 800 m a 1.000 m i els 1.600 a 1.800 m, i alta muntanya la que se situa per sobre d'aquests últims valors.
D'una manera molt general es pot dir que la terra baixa catalana té una vegetació mediterrània típica (alzinar, màquia o, fins i tot, si l'aridesa és molt gran, espinar), mentre que és a la muntanya mitjana on apareixen la majoria dels elements eurosiberians de la vegetació (centreuropeus o atlàntics segons la circumstància geogràfica concreta) amb els típics boscos de fulla caduca (rouredes, fagedes, etc.) que deixen lloc, en els indrets humanitzats, als prats de dalla típics de la nostra muntanya mitjana humida. De tota manera, si el clima és molt sec, com succeeix a les muntanyes meridionals i especialment a les de migjorn valencià, la vegetació mediterrània pot superar, i de molt, els 1.000 m d'altitud. Finalment a l'alta muntanya hi trobem molt ben marcats dos estatges o subzones: l'alta muntanya subalpina amb els típics boscos d'avets i, sobretot, de pi negre -l'arbre que resisteix més l'altitud-, d'influència encara eurosiberiana (és equiperable a la taigà del nord d'Europa), i l'alta muntanya alpina, ara sí, bòreo-alpina, caracteritzada -en un indret on les neus hivernals fan impossible la vida de l'arbrat- pel prat alpí (equivalent, en aquesta latitud, a la tundra àrtica).
Fins aquí les grans unitats del paisatge vegetal; a part hi ha, és clar, les formacions vegetals pròpies d'indrets més concrets (dels aiguamolls, dels roquissars costaners, etc.). Ben conegudes de tots són en aquest sentit les formacions vegetals de ribera que acompanyen, sovint en forma de túnel, i en estreta franja a banda i banda, el curs dels corrents d'aigua. Així, cal esmentar per exemple, la verneda, eurosiberiana, o el baladrar i el tamarigar, mediterranis.>>

16.1.- Què és la biogeografia? Quina relació hi ha entre la biogeografia i l'ecologia? 16.2.- La superfície total del planeta és de 510.000.000 quilòmetres quadrats. Els deserts polars i els deserts extremadament àrids, les zones d'alta muntanya, les zones urbanes i els terrenys desertitzats ocupen uns 62.000.000 quilòmetres quadrats; finalment, els rius i els llacs d'aigües dolces, aproximadament 1.900.000 quilòmetres quadrats. Determineu la superfície total que ocupen els grans ecosistemes terrestres (biomes).
16.3.- Quins són els biomes de la regió eurosiberiana que hi ha a la península Ibèrica? I, a on es troben?
16.4.- Expliqueu la figura següent:

16.5.- Expliqueu quins són els biomes típicament mediterranis.
16.6.- Expliqueu qui va ser Alexander von Humboldt.

17.- Establiu correspondències entre els conceptes de les llistes següents:

llista A (regnes zoogeogràfics): afrotropical, antàrtic, australià, indo-malai, neàrtic, neotropical, paleàrtic, oceànic;
llista B (àrees geogràfiques): Nova Zelanda, Madagascar, Bangla Desh, Borneo, Guinea Bissau, Illes Malvines, Nova Zembla, Península de Kamxatka, Groenlàndia, Filipines, Illes Galàpagos, Península del Sinaí, Illes Hawaii, Península del Labrador, Sri Lanka;

llista C (ocells i mamífers més característics): pingüí, tapir americà, quetzal, gall fer, ornitorinc, peresós, kiwi, okapi, emú, estruç, alpaca, ós, castor, tigre, gibó, goril·la, rinoceront, vicunya, bisó, talp, coala, ximpanzé, girafa.

18.- [PAU 1999] El text següent ha estat adaptat d'una notícia publicada en un diari el 3.10.1998. Llegiu-lo atentament i responeu les preguntes que es fan a continuació:
<<A partir d'investigacions en biotecnologia, s'han trobat dues solucions parcials per a la contaminació dels sòls. En primer lloc, s'han modificat genèticament exemplars d'un arbre, l'àlber (Populus alba), utilitzant gens procedents de bacteris productors d'un enzim que transforma el mercuri iònic, que és tòxic per als organismes i molt perjudicial per als ecosistemes, a mercuri sense càrrega, que és molt menys tòxic. D'altra banda, a certs bacteris de l'espècie Deinococcus radiodurans se'ls ha alterat el genoma afegint-los alguns gens d'altres espècies capaces de degradar el toluè, un compost orgànic que també és perillós per als ecosistemes.>>
18.1.- Al text es parla de la toxicitat del mercuri. Hi ha diferències en l'acumulació de mercuri en els individus de cada nivell tròfic? Raoneu la resposta.
18.2.- Quina relació hi pot haver entre el gen o gens introduïts a l'àlber i l'enzim que destoxifica el mercuri? Expliqueu-ho.
18.3.- Als bacteris de l'espècie Deinococcus radiodurans s'hi han incorporat gens d'espècies resistents a compostos tòxics com el toluè. Expliqueu quina mena de processos poden haver afavorit l'aparició d'aquests bacteris resistents i quina funció tenen aquests processos en l'evolució de les espècies.

19.- [PAU 1999] El text correspon a una adaptació d'un fragment de l'obra Mediterrànies (Biosfera, Enciclopèdia Catalana).
<<En el bioma mediterrani el foc ha tingut i té una gran importància com a factor ecològic, ja que la coincidència de l'època càlida amb l'eixuta representa una combinació que afavoreix els incendis. La causa natural, des de fa milers d'anys, dels incendis són els llamps, sobretot durant les curtes i violentes tempestes estivals. A conseqüència de la recurrència dels incendis, en el bioma mediterrani trobem plantes que han evolucionat sota la pressió del foc, que presenten adaptacions encaminades a resistir-lo, i fins i tot algunes que han desenvolupat mecanismes que confereixen clars avantatges quan el foc fa acte de presència. Desenvolupar escorces gruixudes, poc inflamables, que actuen com aïllant tèrmic (com l'alzina surera), proveir-se de borrons a sota l'escorça, presentar les bases llenyoses del tronc semienterrades amb capacitat per rebrotar són exemples d'adaptacions de vegetals resistents al foc. Algunes plantes fins i tot veuen afavorida la germinació de les seves llavors pel foc. Fabricar i acumular substàncies volàtils inflamables o acumular gran quantitat de virosta amb fulles i plaques de l'escorça que pengen de les branques són estratègies que es donen en algunes plantes del bioma mediterrani que contribueixen a la propagació del foc.>>

a) Quins avantatges, des del punt de vista de les relacions interespecífiques, suposeu que poden tenir les plantes mediterrànies resistents al foc?

b) Expliqueu el significat de la frase "han evolucionat sota la pressió del foc" que apareix al text.

c) Abans de l'existència de l'espècie humana, als boscos mediterranis els incendis es donaven cíclicament cada 100 o 150 anys. L'espècie humana ha multiplicat molt el risc d'incendi, de manera que els boscos mediterranis pateixen incendis en cicles inferiors als 10 anys. Expliqueu, en termes de successió, com afecta això el procés de regeneració del bosc.

20.1.- [PAU 1999] En l'estudi dels ecosistemes, els transectes (inventaris d'un conjunt d'àrees del terreny) s'utilitzen habitualment per fer mostratges de les comunitats vegetals. En aquests estudis se solen mesurar diverses variables ambientals. A la taula es presenten algunes dades d'un transecte al llarg d'un sistema de dunes litorals. Justifiqueu quina localitat probablement tindrà més riquesa d'espècies animals.

20.2.- Les localitats de la taula presenten diferències pel que fa a la riquesa d'espècies, les característiques del sòl i la cobertura vegetal a mesura que ens allunyem de la línia de costa. Raoneu-ho en termes de successió ecològica.
20.3.- Una adaptació comuna de les plantes que viuen en sòls amb altes concentracions salines és acumular moltes sals als teixits, arribant a tenir fins i tot concentracions més altes que les del sòl. Expliqueu per què aquest fet facilita que puguin absorbir aigua del sòl.

continuació (anar als exercicis d'ecologia 2)

inici pàgina

tornar a l'índex de biologia

tornar a la pàgina principal

Podeu contactar amb nosaltres a: editor@cienciesnaturals.com

© 2003 Xavier Varela