EXERCICIS D’ECOLOGIA

1) Uns estudiants fan una recerca sobre una bassa d’aigua que ha aparegut fa unes setmanes en un gran sot d’una pedrera abandonada. Han estudiat mostres de l’aigua i han observat que abunda una alga unicel·lular.

1. (1 punt) La biomassa de l’alga representa 0,2 g /m2 (pes sec). Sabent que la població sencera es renova per terme mig cada 5 dies (l’alga es reprodueix ràpidament), trobeu quina seria la producció neta anual.

2. (1 punt) A la bassa se està produint un procés de successió primària. Expliqueu en què consisteix i predieu quins canvis esdevindran en la composició de la comunitat d’aquest ecosistema aquàtic.

3. (1 punt) Hem de trobar quina és la concentració salina (clorur sòdic) en què l’alga es reprodueix millor. Per això disposem de diversos aquaris amb diferents concentracions salines (1 g clorur sòdic/litre; 5 g clorur sòdic/l; 25 g clorur sòdic/l).

a) Plantejeu en forma de pregunta el problema a investigar.b) Formuleu una hipòtesi coherent i feu una proposta d’experiment (recordeu

d’assenyalar quina és la variable dependent i la independent i com realitzaríeu el control de l’experiment). ________________________________________________________________

2) Observeu el gràfic següent. En ell es representa el creixement d'una població d'escarabat de la farina en un magatzem de farina (de la que s'alimenta).

1. (1 punt)Descriviu què succeeix en els primers cent dies. I més enllà del dia 200? Justifiqueu la forma de la corba.

2. (1 punt)Suposem que cap el dia 150 introduim una població de 20 individus d'un insecte depredador de l'escarabat de la farina. La taula reflecteix l'evolució de la població d'escarabats (presa) després de la introducció del depredador

Temps (dies) 150 175 200 225 250 275 300Població d’escarabats (individus) 320 250 180 150 180 240 330

a) Amb les dades de la taula, completeu el gràfic corresponent a la presa.b) Dibuixeu l'evolució probable del gràfic del depredador i justifiqueu-ho breument.

100

150

200

250

300

350

150 175 200 225 250 275 300Temps (dies)

Pobl

ació

pre

sa (i

ndiv

idus

)

0

20

40

60

80

100

Pobl

ació

dep

reda

dor (

indi

vidu

s)

3. (1 punt)Depredador i presa mantenen una relació interespecífica entre ells, però d'aquestes relacions n'hi ha de més tipus. Expliqueu-ne dues més, posant-hi un exemple de cada una._________________________________________________________________________

3)La llúdria marina (mamífer carnívor) era molt abundant a les costes nord-americanes. Els colons europeus, però, la caçaven i a finals del segle XIX l'havien fet desaparèixer de molts indrets. En aquests llocs van proliferar les preses principals de les llúdries: les garotes (eriçons marins) i mol·luscs, que s'alimenten d'algues marines. Aquestes algues també eren l'aliment de crustacis i peixos, dels que s'alimentava la foca comú i l'àguila calba.

1) (1 punt)A partir de la informació del text elaboreu una xarxa tròfica amb els éssers vius esmentats, indicant el nivell tròfic al que corresponen.

2) (1 punt)a) Com creieu que afecta la desaparició de la llúdria a la població d'àguila calba?

Raoneu-ho.b) Si fem el supòsit que a la comunitat no hi hagués ni àguiles ni llúdries, expliqueu

si la següent és vàlida o no: “per a què la producció neta de la població de foques sigui de 10 kg faria falta una producció neta aproximada de 1000 kg d’algues (per al mateix període de temps i superfície)”.

_________________________________________________________________________

4)Per estudiar el creixement de dues espècies de plantes en sòls amb nitrogen, es van cultivar alguns exemplars de cada espècie en parcel·les amb diferents quantitats de

nitrogen al sòl. Al cap d’una setmana es va mesurar la biomassa de les plantes de cada parcel·la. Els resultats es troben a la taula següent:

Quantitat de nitrogen al sòl (mg N / Kg de sòl)

Biomassa mitjana de les plantes de l’espècie 1 (g)

Biomassa mitjana de les plantes de l’espècie 2 (g)

1 0,05 0,25 0,25 0,510 0,5 1,230 1,2 2,5100 1,25 4,0200 1,3 5,0

1) (1 punt)

a) Construïu en un sol gràfic les corbes de creixement de les dues espècies de plantes.

b) Identifiqueu les variables independent i dependent de l’experiment.

2) (1 punt)El nitrogen és un factor limitant de la producció. Què és un factor limitant? Per què el nitrogen és un factor limitant?

5)En l'ecosistema de l'esquema (modificat de la "Història dels Països Catalans") està representada una cadena tròfica marina.    

1) (1 punt) a) Indiqueu quin nivell tròfic correspon a cada un dels grups d'organismes que es representen en aquesta cadena.

GRUP D'ORGANISMES

NIVELL TRÒFIC

   fitoplàncton     zooplàncton     nècton     humans (pesca)     bacteris  

b) Indiqueu la importància dels bacteris en el cicle de la matèria.2) (1 punt)Aquesta gràfica representa la piràmide de biomassa d'aquest ecosistema. Indiqueu a la mateixa, les xifres de biomassa que corresponguin a cada nivell. Expliqueu com és possible la sostenibilitat d'aquest ecosistema.

______________________________________________________________________

6)"Investigadors del Centre de Recerca Ecològica i Aplicacions Forestals (CREAF)

han elaborat un model del funcionament del bosc mediterrani que permet preveure algunes situacions futures. L'augment progressiu del CO2 a l'atmosfera i de la

temperatura, provocarà un augment de l'activitat metabòlica i la transpiració dels vegetals, la qual cosa tindrà com a conseqüència majors despeses d'aigua per part dels arbres.

El balanç final preveu que les reserves hídriques del sòl poden arribar a disminuir un 25 % en els propers 50 anys a l'àrea mediterrània. En algunes zones les arbredes poden ser substituïdes progressivament per formacions arbustives (menys consumidores d'aigua) i alguns arbres seran substituïts per altres menys exigents pel que fa als requeriments d'aigua. Així per exemple, és d'esperar que els roures perdin terreny envers les alzines".

(Adaptat de "El País", octubre de 2001)  

1) (1 punt)Hi ha relació entre l'augment progressiu del CO2 atmosfèric i l'augment de

temperatura? Expliqueu quin paper juguen els boscos i la vegetació del planeta en aquest procés.

 2) (1 punt)En una part del text que heu llegit està present el concepte de successió ecològica.

Subratlleu aquesta part del text i expliqueu el significat que té en aquest cas. Coneixeu algun altre exemple de successió en un bosc? Expliqueu-lo.

 3) (1 punt) 

Us han encarregat una recerca sobre la influència de la temperatura en el creixement d'una determinada espècie de planta. La hipòtesi que es formula és que potser una major temperatura afavoreix el creixement d'aquesta espècie. Dissenyeu un experiment per tal de contrastar la hipòtesi. Indiqueu quines seran les variables dependent i independent. Expliqueu per què farà falta controlar altres variables (llum, humitat...).

7)1) (1 punt) Amb les dades de la taula següent dibuixeu la xarxa tròfica d'un ecosistema marí. Indiqueu a quin   nivell   tròfic   pertany   cada   grup   d'organismes.  

 Grups d'organismes Aliments

 Fitoplàncton  --------------- Algues  --------------- Zooplàncton  Fitoplàncton 

 Bivalves  Fitoplàncton, zooplàncton i algues

 Peixos  Fitoplàncton i zooplàncton Sèpies  Peixos i bivalves Crancs  Anèl·lids marins Anèl·lids marins  Algues Gavines  Crancs i peixos

    2) (1 punt) a) La producció primària dels oceans, 250 g de C/m2/any, és aproximadament 3 vegades menor que la dels continents 750 g de C/m2/any. Expliqueu a què pot ser deguda aquesta diferència. 

b) Els afloraments són àrees marines on es produeix l'ascens d'aigües profundes molt riques en nutrients minerals (fósfor, nitrogen…). Relacioneu aquest fet amb l'elevada producció primària d'aquestes zones.

_____________________________________________8)

A la taula es proporcionen dades sobre una parcel·la d'un prat alpí i una d'un bosc tropical.  

  Producció primària bruta

Despeses de respiració Biomassa Nombre

d'espècies

Prat alpí 4 g C m-2 dia-1 2 g C m-2 dia-1 2 Kg C m-2 17

Bosc Tropical 6,5 g C m-2 dia-1 6 g C m-2 dia-1 6 Kg C m-2 115

 

1) (1 punt) Calculeu les produccions primàries netes d'ambdós ecosistemes. Quina part serà disponible per al següent nivell tròfic (herbívors) en cada cas?

2) (1 punt) Al llarg de la successió ecològica els ecosistemes augmenten el seu grau de maduresa. Quines són les característiques que indiquen la maduresa d'un ecosistema?

____________________________________________________________________

 9)

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). Les taules mostren les dades:  

  biomassa (g m-2pes fresc)

    biomassa  (g m-2pes fresc)

Localitat 1 (solana) 1360   Localitat 4 (obaga) 1580

Localitat 2 (solana) 1120   Localitat 5 (obaga) 1720

Localitat 3 (solana) 1270   Localitat 6 (obaga) 1830

1) (1 punt)

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 )

2) (1 punt)

a) Esmenteu quins organismes són especialment abundants en aquests primers centímetres del sòl i justifiqueu la seva importància per a l’ecosistema.b) 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.

10)Observeu la següent figura, que mostra el flux d'energia en un ecosistema terrestre (energia expressada en kcal.m-2.dia)

1) Compareu els valors de la producció primària  neta amb els de la producció secundària neta. Justifiqueu les diferències.     2)  Justifiqueu, amb l'ajut de la informació de l'esquema, el fet que el nombre de  nivells tròfics de qualsevol  ecosistema sigui limitat.

  3) Comenteu quin camí seguirà a l'ecosistema  la  biomassa vegetal i la matèria

continguda als excrements dels herbívors. Quins organismes hi participen?   ______________________________________________________________________

11)La franja equatorial es caracteritza per una constància en les seves condicions climàtiques. Al llarg de tot l'any la temperatura i la humitat són elevades i això fa possible el desenvolupament de les selves. En latituds mitjanes, amb climes temperats on el cicle estacional és molt important, predominen els boscos temperats.

1)

a) Tenint en compte que el reciclatge de nutrients es deu fonamentalment a l'activitat dels microorganismes descomponedors, raoneu on serà més ràpid el reciclatge, a la selva tropical o al bosc temperat.

b) En cadascun del casos (selva o bosc temperat) justifiqueu si els nutrients es trobaran, majoritàriament, al sòl o als arbres.

2) Expliqueu si la desaparició de grans masses forestals pot tenir alguna repercussió en el clima a escala global.

______________________________________________________________________

12)Determinats peixos d'aquari d'aigua dolça sovint pateixen l'anomenada malaltia del punt blanc, caracteritzada per la presència de petites taques blanques a les escates i les aletes. Una anàlisi microscòpica de les taques evidencia la presència d'un protozou paràsit. Submergint durant uns minuts els peixos en aigua amb una concentració salina superior a la de l'aquari els paràsits desapareixen en la major part dels casos.

1) Quin fenomen fa possible que el paràsit desaparegui? Expliqueu les transformacions que experimenta l'organisme paràsit.

2) La taula següent mostra els resultats d'un experiment fet amb peixos d'aigua dolça d'una mateixa espècie que patien la malaltia del punt blanc i eren submergits durant un minut en solucions salines a diverses concentracions.  

Concentració salina (g ·l-1)  2.5  5.0  7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 22.5 25.0 27.5 30.0Nombre de paràsits en un

peix 150 150 150 150 140 100 45 10 8 5 0 0

NOTA IMPORTANT: Quan es submergien els peixos a una concentració superior a 20 g ·l-1  la major part d'ells morien.

Feu un gràfic dels resultats i raoneu a quina concentració és més eficaç el tractament.    

3) La mort dels peixos durant l'experiment és un exemple que evidencia que cada espècie té el seus propis marges de tolerància per a una determinada variable ambiental. Expliqueu què vol dir això i il·lustreu-ho amb un altre exemple.   ______________________________________________________________________

13)S'ha fet créixer una població d'un organisme (A) en un aquari, al qual se li anava subministrant aliment. Les variacions al llarg del temps de la població s'indiquen al gràfic. A la 9a setmana s'ha introduït un nou organisme (B) a l'aquari.

1) Expliqueu el creixement que ha experimentat la població de l'organisme A durant les nou primeres setmanes.

2) Raoneu quina és la relació interespecífica més probable entre l'organisme A i l’organisme B i comenteu els canvis en els nombres d'individus de cada població al llarg del temps.

3) Posem pel cas que a partir de la 5a setmana s'hagués deixat de subministrar aliment. Dibuixeu un nou gràfic que representi les variacions del nombre d'individus de la població A durant les 8 primeres setmanes.

______________________________________________________________________

14)El diagrama mostra algunes relacions tròfiques en un estany d'aigua dolça (les fletxes indiquen la direcció del flux d'energia).

a) L'aplicació d'un insecticida provoca la disminució dràstica de les poblacions d'insectes. Digueu, segons la xarxa, en quins nivells tròfics es troben les poblacions d'insectes de l'estany i expliqueu de quina manera l'aplicació de l'insecticida pot afectar la població de colobres aquàtiques. (1 punt)

b) Les larves de mosquit també s'alimenten de bacteris i de matèria orgànica en partícules molt petites que hi ha a l'aigua. Justifiqueu la importància de la població de larves de mosquit en el cicle de la matèria. (1 punt)

c) Només una petita fracció de l'energia transformada per les algues verdes és incorporada pels teixits del lluç. Raoneu perquè. (1 punt)

_____________________________________________15)

A la taula es donen els valors d'oxigen dissolt (mil·ligrams d'oxigen per litre d'aigua) mesurats al migdia, a diferents fondàries d'una bassa amb abundància de plàncton.  

 Fondària (m)   Oxigen dissolt (mg L-1) 0,1 9,20,5 8,11 5,32 2,9

3 1,04 0,1

a) Representeu les dades en un gràfic. Expliqueu el procés biològic que predomina al migdia en el primer mig metre de la bassa i digueu quins organismes el realitzen. (1 punt)

b) Quins canvis, en general, creieu que hi pot haver pel que fa a la concentració d'oxigen a l'aigua al vespre? Raoneu-ho. (1 punt)

c) Expliqueu perquè al fons hi ha la concentració d'oxigen que apareix a la taula. Digueu quins són els organismes més abundants allà, a quin regne pertanyen i quin tipus de metabolisme tenen. (1 punt)

_____________________________________________16)

En l'estudi dels ecosistemes els transectes (inventaris d'un conjunt d'àrees del terreny)  s'utilitzen comunament per mostrejar les comunitats vegetals. En aquests estudis se solen mesurar diverses variables ambientals. La taula mostra algunes dades d'un transecte al llarg d'un sistema de dunes litorals.  

 Localitat  I II III IV Distància al mar (m)    50   100    150    200  Contingut salí del sòl (g de clorurs/dm3)  13 7 3 1 % de recobriment vegetal 5 30 65 97 Nombre d'espècies (plantes) 8 15 18 22 % de matèria orgànica al sòl 0,4 2 5,8 8,2

a) Justifiqueu quina localitat probablement tindrà més riquesa d'espècies animals. (1 punt)

b) Les localitats de la taula presenten diferències pel que fa a la riquesa d'espècies, les característiques del sòl i a la cobertura vegetal a mesura que ens allunyem de la línia de costa. Raoneu-ho en termes de successió ecològica. (1 punt)

c) Una adaptació comuna de les plantes que viuen en sòls amb altes concentracions salines és acumular moltes sals als seus teixits, arribant a tenir fins i tot concentracions majors que les del sòl. Expliqueu perquè aquest fet facilita que puguin absorbir aigua del sòl. (1 punt)  ______________________________________________________________________

17)

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 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 resitents al foc? (1 punt)

b) Expliqueu el significat de la frase "han evolucionat sota la pressió del foc" que apareix al text. (1 punt)

c) Abans de l'existència de l'espècie humana, als boscos mediterranis els incendis es donaven d'una manera cíclica cada 100 o 150 anys. L'espècie humana ha multiplicat d'una manera important 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 al procés de regeneració del bosc. (1 punt)

______________________________________________________________________

18)El dibuix de sota representa dues basses (A i B) força diferents. A cada bassa hi habita una comunitat. El gràfic, mostra la variació de la temperatura amb la fondària  a cada bassa, en un dia d'estiu.

a) Què és una comunitat? Raoneu per què la comunitat que habita la bassa A pot ser força diferent de la de la bassa B. (1 punt)

b) Quina línia (1 ó 2) del gràfic correspon a cada bassa? S'ha trobat una espècie del zooplàncton que només pot viure entre 15 i 18 graus centígrads. Justifiqueu a quina bassa viu. (1 punt)

 c) Suposeu que es tallessin tots els arbres que rodegen la bassa B. Creieu que això comportaria, després d'un temps, algun canvi en la comunitat d'organismes aquàtics de la bassa? Per què? (1 punt)

19)En diverses zones costaneres poc profundes del Mediterrani s'han instal·lat petits corrals  limitats per xarxes, on s'engreixen, amb pinso, alevins de peixos d'interès comercial (daurades principalment). Just sota d'aquestes zones s'han observat notables canvis en la comunitat del fons marí.

a)  Expliqueu perquè  la proposició que segueix no és acceptable:  "El pinsos probablement no són consumits en la seva totalitat pels peixos i això suposa un aport de matèria orgànica que aprofiten sobretot les algues per desenvolupar comunitats frondoses just sota el corral." (1 punt)

 b) Expliqueu en què es pot fonamentar l'impacte negatiu al qual fa referència la frase de sota: "L'aportament de matèria orgànica (del pinso) i d'excrements (dels peixos) canvien les condicions aprop del fons i produeix un impacte negatiu sobre la comunitat just sota el corral." (1 punt)

c) Suposem que la biomassa d'alevins de daurades en un corral en un moment determinat sigui de 10 kg /m3  (pes fresc). Al cap de dues setmanes la biomassa és de 24 kg /m3  (pes fresc). Calculeu, en aquest cas, la producció neta en g/ m3/dia en pes sec, assumint que un 70% de la massa dels peixos és aigua. (1 punt)

20)

Llegiu el text següent:

La selva, l'ambient terrestre on més prolifera la vida, té un equivalent marí en els esculls coral·lins.  Els pòlips coral·lins que construeixen els esculls són animals, però els seus cossos contenen un gran nombre de petits grànuls bruns i groguencs de naturalesa vegetal. Són algues diminutes- zooxantel·les- que guarden un íntim parentiu amb les algues del plàncton. Aquests diminuts éssers, a l'interior de l'animal absorbeixen els seus productes d'excreció i es valen dels fosfats i nitrats per sintetitzar proteïnes, i amb la col·laboració del sol utilitzen el diòxid de carboni per formar glúcids. En el transcurs d'aquest últim procés les zooxantel·les alliberen oxigen, que és justament el que el pòlip necessita per respirar. Així els pòlips i les zooxantel·les surten beneficiats.

a) Expliqueu, a partir del text anterior, quin tipus de relació interespecífica estableixen les algues (zooxantel·les) i els pòlips i en què es fonamenta aquesta relació. Citeu un altre exemple que il·lustri aquest  tipus de relació. (1 punt)

b) Considerem diversos organismes d'aquest ecosistema marí:

- Blènids: peixos que s'alimenten de petits invertebrats macroscòpics. - Anèmones: cnidaris que viuen fixes a un substrat i capturen animals microscòpics. - Copèpodes:crustacis del plàncton de mida microscòpica que s'alimenten del fitoplàncton. - Dinoflagel·lades: algues unicel·lulars del plàncton. - Rodòfits: algues pluricel·lulars fixes al substrat - Ballarines espanyoles: mol·luscs gasteròpodes que mengen anèmones - Rubioques: peixos que mengen altres peixos herbívors i invertebrats macroscòpics - Diatomees: algues unicel·lulars del plàncton - Taurons: peixos que mengen altres peixos i animals invertebrats grans. - Peixos cirurgià: peixos que s'alimenten d'algues pluricel·lulars - Gambetes: crustacis que mengen algues pluricel·lulars

Feu un diagrama d'una possible xarxa tròfica entre aquests organismes i  classifiqueu-los segons el seu nivell tròfic. (1 punt)

21)El dibuix de sota representa el perfil del vessant d'una muntanya on s'identifiquen 6 espècies (1, 2, 3, 4, 5 i 6)  i tres comunitats vegetals (A, B i C).

a) Quines són fonamentalment les variables ambientals que condicionen la presència i distribució d'aquestes comunitats? Expliqueu què vol dir que en aquest vessant un arbust és indiferent al substrat. (1 punt)

b)  Suposeu que el límit de tolerància pel que fa a les necessitats d'aigua de l'arbust gran (3) van de 350 a 700 mm/any. Doneu una hipòtesi de per què no apareix a la comunitat B. Suposem que l'arbre 1 sigui indiferent al tipus de sòl. Doneu una hipòtesi de per què no forma part de la comunitat C. (1 punt)

 c) Expliqueu què és una població i identifiqueu les poblacions vegetals que apareixen a la comunitat B.  (1 punt)

d ) Suposeu que a la comunitat B habiten llebres i guineus. Les llebres s'alimenten fonamentalment de la planta 5. Justifiqueu per què una disminució en el nombre de guineus pot afavorir a la planta 6. Quina relació interespecífica hi ha entre la planta 5 i la 6? (1 punt)