Accions del document
Inici Index     Anterior Següent
Fonaments d'ecologia

2. Ecologia de poblacions. Distribució i abundància

 
2.1. Distribució dels organismes
 
Segons la definició de Krebs, l’ecologia és l’estudi científic de les interaccions que determinen la distribució i l’abundància dels organismes. Per això, és fonamental conèixer quins són els factors que condicionen la distribució i l’abundància. Per tant, algunes de les preguntes habituals per a tot ecòleg són:
 
— Què controla la diversitat d’organismes en un ambient determinat?
 
— Quins organismes creixen i on?
 
Les necessitats per al creixement que afecten directament la distribució i l’abundància dels organismes inclouen la disponibilitat de recursos i la presència de condicions fisicoquímiques adequades (figura 5):

a) Disponibilitat i concentració de nutrients. Quants recursos diferents hi ha? Quina quantitat? Quines són les fonts i les entrades de nutrients? Com varien? Hi ha aportacions externes?
 
b) Complexitat de l’ambient. Quants gradients de paràmetres importants (pH, temperatura, disponibilitat d’aigua, llum, oxigen, pressió, etc.) hi ha i en quina escala? Són factors que varien amb el temps, segons l’època de l’any?
 
fig 5
 

Figura 5. Factors que condicionen el creixement dels organismes.

 

 
2.2. El nínxol ecològic
 
Tots els factors que condicionen el creixement dels organismes defineixen el nínxol ecològic o espai concret que ocupa cada espècie o població en un ecosistema. Formalment, el nínxol es descriu com un hipervolum de n-dimensions, en què cada dimensió correspon als factors descrits més amunt. En altres paraules, quan parlem de ‘nínxol ecològic’, ens referim a l’‘ocupació’ o a la funció que exerceix un individu determinat dins d’una comunitat.

El concepte formal de nínxol inclou tots els factors biòtics i abiòtics amb els quals l’organisme es relaciona. D’aquesta manera, el nínxol involucra tots els recursos presents de l’ambient, les adaptacions de l’organisme que es vol estudiar i com es relacionen aquests dos elements (nivell d’adaptació, eficiència de consum, etc.).

Un organisme pot habitar en altres nínxols, encara que amb menys èxit ecològic que en el seu nínxol primari. D’altra banda, el nínxol ecològic permet que en una àrea determinada convisquin moltes espècies, herbívores, carnívores o omnívores, cadascuna de les quals s’ha especialitzat en una planta o una presa determinada, sense que l’una sigui competència de les altres.

En el cas dels microorganismes, a causa de les dimensions que tenen, viuen, òbviament, en hàbitats petits. Per a un bacteri, 3 mm de sòl és l’equivalent a 2 km per als humans. Per entendre l’ecologia dels microorganismes i la seva diversitat, hem de ‘pensar en petit’. Cal tenir en compte que en una escala en mil·límetres hi ha una gran quantitat de gradients de condicions físiques i químiques que afecten els organismes... Per això parlem de microambients.
 
Aquesta gran quantitat de nínxols explica la gran biodiversitat metabòlica, fisiològica i genètica dels microorganismes
 
 En l’escala de micres dels microorganismes hi ha incomptables nínxols. A més, aquests varien amb el temps. Tal com veiem en la figura 6, els microambients permeten que en uns quants mil·límetres visquin poblacions de diferents organismes. Així, en una partícula de sòl els organismes aerobis viuen a la part més externa, mentre que els organismes anaerobis, per als quals l’oxigen és letal, viuen a la zona més interna.
 
fig 6.1 fig 6.2
 

Figura 6. Imatge fotogràfica (microscòpia electrònica de rastreig) d’una partícula d’arena de 3 mm (a l’esquerra) i mapa de contorn del gradient de O2 que hi ha (les zones fosques representen menys presència d’oxigen).

 


 
2.3. Superfícies i biopel·lícules
 
En mitjans aquàtics, les cèl·lules existeixen en un dels dos ambients físics següents: l’estat planctònic (suspensió), en què les cèl·lules actuen com a individus, o l’estat sèssil o biofilm (adherit), en què les cèl·lules actuen com una comunitat completament integrada.

Les observacions directes dutes a terme en ecosistemes aquàtics mostren que la fase líquida conté menys del 0,1 % del total de bacteris. Les superfícies, en general, tenen nombres elevats d’organismes perquè allí s’absorbeixen els nutrients i els organismes, i s’hi troben en concentracions més elevades que a l’aigua. Els sediments d’aqüífers registren entre 100 i 1.000 vegades més de microorganismes que l’aigua.
 

Taula 4. Què és un biofilm? Font: Peg Dirckx, Center for Biofilm Engineering.

 
taula 4
 
L’estat biofilm és el més habitual dels bacteris en la naturalesa. En un biofilm madur es produeixen una gran quantitat de gradients fisicoquímics, que resulten en un gran nombre de microambients potencials dins d’una àrea molt petita. Els biofilms són importants perquè:

• Es troben en qualsevol superfície que estigui exposada a líquids o sòlids no estèrils (interfase sòlid-líquid o líquid-aire, natural o artificial).

• Es troben en diversos sistemes ambientals, industrials i mèdics.

Nínxol protector. De manera inherent, més resistents als antibiòtics i biocides.

Els biofilms són importants per al medi ambient, la indústria i la salut pública. En l’àmbit industrial, són beneficiosos perquè s’utilitzen en innombrables mètodes de descontaminació i tractament (figura 7), però alhora poden resultar perjudicials, perquè colonitzen qualsevol superfície, incloent-hi qualsevol canonada.
 
fig 7
 

Figura 7. Ús dels biofilms per descontaminar sòls, aigua i aire. A dalt, un contactor rotatori biològic. A baix a l’esquerra, ús de biofilms com a biobarrera en sòls. A baix a la dreta, sistema natural de tractament d’aigües mitjançant un aiguamoll construït de flux subsuperficial.

 

Taula 5. Biofiltració. Font: ambiental.univalle

taula 5