Ecologia: diferència entre les revisions

 

== Temps, complexitat i biodiversitat ==

 

L'escala i la dinàmica tant del temps com de l'espai s'han de considerar acuradament alhora de descriure els fenòmens ecològics.<ref name="Levin92">{{ref-publicació |cognom = Levin |nom = S. A. |article = The problem of pattern and scale in ecology: the Robert H. MacArthur Award |publicació = Ecology |volum = 73 |exemplar = 6 |pàgines = 1943–1967 |any = 1992 |url = http://biology.ucf.edu/~pascencio/classes/Spatial%20Ecology/Levin.pdf|consulta = 2010-03-16 |doi = 10.2307/1941447 |jstor = 1941447}}</ref> Pel que fa al temps, la maduració dels processos ecològics pot trigar milers d'anys. Per exemple, la vida útil d'un [[arbre]] pot passar per diferents etapes de [[successió vegetal|successió]] que conduirà finalment al desenvolupament de boscos madurs. El procés ecològic s'estén encara més lluny en el temps si considerem que els arbres cauen, es van desintegrant i proporcionen un hàbitat adequat per a moltes espècies.

Els patrons biogeogràfics i els tipus de distribucions s'expliquen o es poden preveure a través del coneixement i la comprensió de les característiques d'una espècie i les necessitats del lloc.<ref name="Pearman08">{{ref-publicació |cognom = Pearman |nom = P. B. |cognom2 = Guisan |nom2 = A. |cognom3 = Broennimann |nom3 = O. |coautors=et al|article = Niche dynamics in space and time |publicació = Trends in Ecology & Evolution |volum = 23 |exemplar = 3 |pàgines = 149–158 |any = 2008 |url = http://connected.uwc.ac.za/blog/upload/SABIF_niche_modelling/Literature/Range_limiting_factors/GeneralTheory/Pearman%20et%20al%202008%20Niche%20dynamics%20in%20space%20and%20time.pdf |doi = 10.1016/j.tree.2007.11.005 |pmid = 18289716}}</ref> Les espècies tenen característiques funcionals que són adaptades al nínxol ecològic. Un tret és una propietat mesurable d'un organisme que influeix en el seu rendiment.<ref name="McGill06">{{ref-publicació |cognom = McGill |nom = B. J. |cognom2 = Enquist |nom2 = B. J. |cognom3 = Weiher |nom3 = E. |coautors=et al|article = Rebuilding community ecology from functional traits |publicació = Trends in Ecology and Evolution |volum = 21 |exemplar = 4 |pàgines = 178–185 |any = 2006 |doi = 10.1016/j.tree.2006.02.002 |pmid = 16701083}}</ref> Les característiques de cada espècie s'adapten específicament al seu nínxol ecològic. Això significa que les espècies residents es troben en un avantatge i tenen la possibilitat d'excloure de manera competitiva a altres espècies adaptades de manera similar amb un interval de superposició geogràfica. Això es coneix com el principi d'exclusió competitiva.<ref name="Hardin60">{{ref-publicació | cognom = Hardin|nom = G. |article = The competitive exclusion principal.|any = 1960| publicació = Science|volum = 131|exemplar=3409|pàgines = 1292–1297|doi = 10.1126/science.131.3409.1292}}</ref>

 

 

Els organismes estan subjectes a les pressions ambientals, però també són modificadors dels seus hàbitats. Els comentaris de reglamentació entre els organismes i el seu medi ambient pot modificar les condicions del lloc (per exemple, un [[llac|estany]]) a escala mundial ([[hipòtesi Gaia]]), al llarg del temps i fins i tot després de la mort, com és el cas de troncs en descomposició o dipòsits d'esquelets de sílice d'organismes marins.<ref name="Hastings07">{{ref-publicació | cognom = Hastings|nom= A. B.|cognom2 = Crooks|nom2= J. E.|cognom3 = Cuddington|nom3 = J. A.|coautors=et al|article = Ecosystem engineering in space and time|publicació = Ecology Letters|volum = 10|pàgines = 153–164|any = 2007|doi = 10.1111/j.1461-0248.2006.00997.x|pmid = 17257103|exemplar = 2}}</ref> El procés i el concepte d'enginyeria dels ecosistemes també ha estat denominat "construcció de nínxols". Els enginyers de l'ecosistema es defineixen com: "... els organismes que directament o indirectament modulen la disponibilitat de recursos per a altres espècies, provocant canvis en l'estat físic en materials biòtics o abiòtics. En fer-ho, modifiquen, mantenen i creen hàbitats."<ref name="Jones94">{{ref-publicació | cognom = Jones|nom = Clive G.|cognom2=Lawton| nom2= John H.| cognom3=Shachak| nom3=Moshe| article = Organisms as ecosystem engineers|publicació = Oikos| volum = 69|pàgines = 373–386|any = 1994|doi = 10.2307/3545850|exemplar = 3|url = http://jstor.org/stable/3545850}}</ref>{{Rp|373}}

 

Una xarxa tròfica o cadena alimentària és la xarxa ecològica arquetípica. Són un tipus de mapa conceptual que il·lustren les rutes dels fluxos d'energia en una comunitat ecològica, en general a partir de l'energia solar s'utilitza per les plantes durant la fotosíntesi. Com les plantes creixen, s'acumulen hidrats de carboni i són menjades per herbívors. Pas a pas o les línies es dibuixen les relacions fins que un teixit de la vida apareix il·lustrat.<ref name="Egerton">{{ref-publicació | cognom = Egerton|nom = Frank N. |article = Understanding Food Chains and Food Webs, 1700–1970|any = 2007| publicació = Bulletin of the Ecological Society of America|volum = 88|pàgines = 50–69|doi = 10.1890/0012-9623(2007)88[50:UFCAFW]2.0.CO;2}}</ref><ref name="Shurin06">{{ref-publicació |cognom = Shurin |nom = J. B. |cognom2 = Gruner |nom2 = D. S. |cognom3 = Hillebrand |nom3 = H. |article = All wet or dried up? Real differences between aquatic and terrestrial food webs. |publicació = Proc. R. Soc. B |volum = 273 |pàgines = 1–9 |any = 2006 |doi = 10.1098/rspb.2005.3377 |pmid = 16519227 |exemplar = 1582 |pmc = 1560001 }}</ref><ref name="Edwards83">{{ref-publicació |cognom = Edwards |nom = J. |cognom2 = Fraser |nom2 = K. |article = Concept maps as reflectors of conceptual understanding. |publicació = Research in science education |volum = 13 |pàgines = 19–26 |any = 1983 |doi = 10.1007/BF02356689 }}</ref><ref name="Pimm91">{{ref-publicació |cognom = Pimm |nom = S. L. |cognom2 = Lawton |nom2 = J. H. |cognom3 = Cohen |nom3 = J. E. |article = Food web patterns and their consequences |publicació = Nature |volum = 350 |pàgines = 669–674 |any = 1991 |url = http://www.nicholas.duke.edu/people/faculty/pimm/publications/pimmreprints/71_Pimm_Lawton_Cohen_Nature.pdf |doi = 10.1038/350669a0}}</ref>

 

Hi ha diferents dimensions ecològiques que es poden assignar per crear xarxes d'alimentació més complicades, com ara: composició de les espècies (tipus d'espècies), la riquesa (nombre d'espècies), la biomassa (pes sec de plantes i animals), la productivitat (les taxes de conversió d'energia i nutrients en el creixement), i l'estabilitat (xarxes alimentàries en el temps). Un diagrama de xarxa d'aliments que il·lustra la composició d'espècies mostra com el canvi en una sola espècie pot directament i indirectament influeixen en molts altres. Microcosmos estudis s'utilitzen per simplificar la investigació de la cadena alimentària en unitats semiaïllades, com ara petits brolladors, la decadència dels registres, i els experiments de laboratori amb organismes que es reprodueixen ràpidament, com l'alimentació Daphnia d'algues cultivades en ambients controlats en els flascons d'aigua.<ref name="Elser01">{{ref-publicació |cognom = Elser |nom = J. |cognom2 = Hayakawa |nom2 = K.|cognom3 = Urabe |nom3 = J. |article = Nutrient Limitation Reduces Food Quality for Zooplankton: Daphnia Response to Seston Phosphorus Enrichment. |publicació = Ecology |volum = 82 |exemplar = 3 |pàgines = 898–903 |any = 2001 |doi = 10.1890/0012-9658(2001)082[0898:NLRFQF]2.0.CO;2}}</ref><ref name="Worm03">{{ref-publicació | cognom=Worm|nom=B.|cognom2=Duffy| nom2=J.E.|article= Biodiversity, productivity and stability in real food webs|any=2003|publicació = Trends in Ecology and Evolution|volum=18|exemplar=12| pàgines=628–632|doi=10.1016/j.tree.2003.09.003}}</ref>

 

L'actual ecologia és una ciència jove, que primer va atreure l'atenció formal substancial a finals del segle XIX (aproximadament al mateix temps que els estudis evolutius) i va ser encara més popular durant la [[dècada del 1960]] amb el creixement del moviment ambiental.<ref name="McIntosh85" /> No obstant això, moltes observacions, les interpretacions i els descobriments relatius a l'ecologia es remunten a molt abans en els estudis d'història natural. Per exemple, el concepte en l'equilibri o la regulació de la natura es remunta a [[Heròdot]] (va morir c. 425 aC), que va descriure un compte a principis del mutualisme al llarg del riu Nil, on els cocodrils obren la boca per permetre l'accés beneficiós del sandpiper que s'alimentava de les sangoneres.<ref name="Egerton01" /> En les contribucions més ampli per al desenvolupament històric de les ciències ecològiques, Aristòtil és considerat un dels primers naturalistes que tenia un paper influent en el desenvolupament filosòfic de les ciències ecològiques. Un dels estudiants d'Aristòtil, Teofrast, van fer astutes observacions ecològiques sobre les plantes i postulava una postura filosòfica sobre les relacions autònomes entre les plantes i el seu medi ambient que està més en consonància amb el pensament ecològic modern. Tant Aristòtil i Teofrast va fer extenses observacions sobre les plantes i les migracions d'animals, la biogeografia, la fisiologia, i els seus hàbits en el que podria ser considerat un anàleg del nínxol ecològic modern.<ref name="Hughes85">{{ref-publicació |cognom = Hughes |nom = J. D. |article = Theophrastus as Ecologist |publicació = Environmental Review |volum = 9 |exemplar = 4 |pàgines = 296–306 |any = 1985 |url = http://www.jstor.org/stable/info/3984460?seq=1 |doi = 10.2307/3984460}}</ref><ref name="Hughes75">{{ref-publicació |cognom = Hughes |nom = J. D. |article = Ecology in ancient Greece |publicació = Inquiry |volum = 18 |exemplar = 2 |pàgines = 115–125 |any = 1975 |url=http://www.informaworld.com/smpp/content~db=all~content=a902027058}}</ref>

 

D'Aristòtil a Darwin el món natural va ser considerada predominantment estàtiques i sense canvis des de la seva creació original. Abans de L'Origen de les Espècies hi va haver poc estima o la comprensió de les relacions dinàmiques i recíproques entre els organismes, les seves adaptacions i les seves modificacions per al medi ambient.<ref name="Esbjorn-Hargens05">{{ref-publicació |cognom = Esbjorn-Hargens |nom = S. |article = Integral Ecology: An Ecology of Perspectives |publicació = Journal of Integral Theory and Practice |volum = 1 |exemplar = 1 |pàgines = 2–37 |any = 2005 |url = http://www.vancouver.wsu.edu/fac/tissot/IU_Ecology_Intro.pdf}}</ref><ref name="Benson00">{{ref-publicació |cognom = Benson |nom = Keith R. |article = The emergence of ecology from natural history |publicació = Endeavour |volum = 24 |exemplar = 2 |pàgines = 59–62 |any = 2000 |doi = 10.1016/S0160-9327(99)01260-0 |pmid = 10969480}}</ref> Mentre que Charles Darwin és més notable pel seu tractat sobre l'evolució,<ref name=Darwin>{{ref-llibre |cognom=Darwin |nom=Charles |enllaçautor = Charles Darwin |any=1859 |títol=On the Origin of Species |lloc=London |editorial=John Murray |edició=1a ed.|pàgines=1 |url=http://darwin-online.org.uk/content/frameset?itemID=F373&viewtype=text&pageseq=16 |isbn=0801413192}}</ref> és també un dels fundadors de l'ecologia del sòl.<ref name="Meysman06">{{ref-publicació |cognom = Meysman |nom = f. j. r. |cognom2 = Middelburg |nom2 = Jack J. |cognom3 = Heip |nom3 = C. H. R. |article = Bioturbation: a fresh look at Darwin’s last idea |publicació = TRENDS in Ecology and Evolution |volum = 21 |exemplar = 22 |pàgines = 688–695|any = 2006|url = http://www.marbee.fmns.rug.nl/pdf/marbee/2006-Meysman-TREE.pdf |doi = 10.1016/j.tree.2006.08.002 |pmid = 16901581 }}</ref> A ''L'origen de les Espècies'', Darwin també va anotar el primer experiment ecològic que es va publicar el 1816.<ref name="Hector02">{{ref-publicació |cognom = Hector |nom = A. |cognom2 = Hooper |nom2 = R. |article = Darwin and the First Ecological Experiment |publicació = Science |volum = 295 |pàgines = 639–640 |any = 2002 |doi = 10.1126/science.1064815 |pmid = 11809960 |exemplar = 5555}}</ref> En la ciència condueix a la idea de Darwin de l'evolució de les espècies va anar guanyant suport popular. Aquest paradigma científic canviat la manera com els investigadors es va acostar a les ciències ecològiques.<ref name="Acot97">{{ref-publicació |cognom = Acot |nom = P. |article = The Lamarckian Cradle of Scientific Ecology |publicació = Acta Biotheoretica |volum = 45 |exemplar = 3-4 |pàgines = 185–193 |any = 1997 |doi = 10.1023/A:1000631103244}}</ref>