L'origen de la Terra I

1. L'origen de la Terra

Actualment la major part de la comunitat científica accepta la teoria del Big Bang per explicar l'origen de l'Univers: fa uns 15.000 milions d'anys tota la matèria i l'energia estaven concentrades en un punt (teoria de l'ou còsmic), i a causa de la inestabilitat gravitatòria i d'altíssima temperatura, es va produir la Gran Explosió. En els instants posteriors es van començar a formar les primeres partícules subatòmiques, que van donar origen als àtoms alhora que disminuïen la temperatura i la densitat de l'Univers, que encara avui està en expansió. 

El sistema solar es va originar fa uns 5000 milions d'anys a partir d'una nebulosa és a dir un núvol còsmic format per gasos i pols interestelar (molècules de diferent grandària, de 0,1 a 100 micres, essent majoritàriament gels i roca, és a dir, cadenes de silici). La matèria es va començar a concentrar en un extrem de la Via Làctia on es va iniciar la contracció gravitatòria. La major part de la massa es va situar al centre de la nebulosa, i l'enorme temperatura assolida va permetre l'inici dels processos de fusió nuclear. El nucli molt més dens es va convertir en una estrella i va començar a brillar; així va néixer el Sol.

Les restes de núvol també es van condensar, es van agrupar independentment i van formar cossos cada vegada més grans, primer planetesimals després protoplanetes, que finalment van acabar sent els planetes i satèl·lits actuals, entre els quals es troba la Terra.

 

1.1. Formació de la Terra

L'aspecte actual de la terra és molt diferent del que tenia originalment. En el període inicial de la seva formació, era una massa incandescent i, a mesura que el protoplaneta creixia, s'anava escalfant. L’increment de temperatura era causat, majoritàriament, per la contracció gravitatòria i per l’acreció* de la matèria així com per l'impacte dels meteorits i la desintegració radioactiva dels isòtops com l’urani (U) i el tori (Th). Una part d'aquesta calor primitiva encara es conserva al nucli de la Terra. 

Està estructurada en capes, segons la seva composició i densitat. Quan el protoplaneta va assolir la mida definitiva la matèria fosa va començar a emetre calor a l'espai per radiació. La temperatura va anar disminuint i el planeta es va anar refredant lentament.  Les capes més externes van ser les primeres que es van solidificar .

Amb la davallada tèrmica es va produir una diferenciació geoquímica dels materials: 

• a la geosfera (part “sòlida” o de roca de la Terra), els elements més densos es van enfonsar cap a l'interior terrestre i van formar el nucli, Els més lleugers es van quedar al superfície i van constituir l’escorça i el mantell primitius.

• La hidrosfera (part “líquida” i formada per aigua), menys densa, es va situar sobre la superfície de la geosfera.

• encara amb menor densitat i per tant sobre les dues anteriors es va formar l'atmosfera (part gasosa del planeta).

*acreció: formació de masses grans, com ara planetes i satèl·lits o cometes, com a resultat del xoc i l'adhesió entre si de partícules petites de pols i gels de diversa composició. 

1.2. Formació dels oceans i l'atmosfera

Al principi, la Terra no tenia atmosfera i els meteorits impactaven constantment contra la seva superfície, la qual cosa provocava un augment de la temperatura. L'activitat volcànica era molt intensa I s’emetien una gran quantitat de gasos a l'exterior. Aquests gasos, juntament amb els procedents del desgasament de l'interior del planeta i les substàncies volàtils de les primeres fases de formació, Van configurar la Primera capa de la Terra l'atmosfera primigènia.

Aquesta atmosfera inicial contenia enormes quantitats de diòxid de carboni i vapor d'aigua. Quan la temperatura va baixar i la Terra primitiva es va anar refredant, es van condensar grans quantitats d'aigua i es van produir les primeres pluges, que van començar a omplir les depressions i van formar mars i oceans. El naixement de la hidrosfera és un punt d'inflexió en l'evolució del nostre planeta, ja que el seu origen va seguit de l'aparició de la vida.

2. Datació i mètodes de datació

En geologia és molt important datar els diferents esdeveniments que han anat tenint lloc per poder reconstruir la història geològica i ordenar-la cronològicament. La manera més eficaç d'aconseguir-ho és estudiar amb profunditat les roques i els fòssils. Hi ha dos tipus de datació: 

- La datació absoluta indica l'edat exacta de l'element (ja sigui una roca o un fòssil), és a dir, dóna un valor numèric concret, una edat real en milions d'anys.

- La datació relativa ofereix la possibilitat d'ordenar els successos del més antic al més nou, de comparar els esdeveniments, però sense atribuir-los una edat concreta.

2.1. L'edat de les roques: mètodes de datació

No totes les roques aporten la mateixa informació, ni en totes es poden utilitzar els mateixos mètodes de datació: el mètode variarà segons la composició i l'origen de la roca.

DATACIÓ ABSOLUTA: MÈTODE RADIOMÈTRIC

És una datació mitjançant isòtops radioactius (tipus d'àtoms del mateix element químic amb diferent  nombre de neutrons); es basa en la presència d'elements radioactius en els minerals que componen la roca. 

Els àtoms dels isòtops radioactius són inestables i es desintegren per transformar-se en elements més estables. Durant aquest procés alliberen energia, la radiació, i la velocitat a la qual ho fan és constant i es pot conèixer amb exactitud. Cada isòtop té un període de semidesintegració o semivida concret, essent el temps necessari perquè es desintegrin la meitat dels àtoms radioactius de la mostra.  

Aquest temps varia molt segons el tipus d'àtom del qual es tracti, des de dies fins a milions d'anys. Per exemple:

- l'urani-235 es transforma en plom-207 i té una semivida de 704 milions d'anys

- el iode-131 passa a xenó-131 i té un període de semidesintegració de 8,02 dies.

Això permet establir uns autèntics rellotges de datació absoluta. El següent gràfic mostra la corba de desintegració del carboni-14 en nitrogen-14. A l'eix vertical es representa la quantitat d'àtoms de l'element radioactiu inicial, en %, i a l'eix horitzontal el temps que transcorre des de l'inici de la desintegració. La massa del 14C es redueix a la meitat cada 5370 anys, i l'altra meitat es desintegra espontàniament en 14N.

No obstant això, aquest mètode únicament és vàlid per datar les roques ígnies, les que es formen a partir d'un magma: en solidificar-se contenen el 100% dels isòtops radioactius, que comencen a desintegrar-se. Per conèixer l'edat de la roca, es mesura la quantitat d'àtoms radioactius i d'àtoms estables que conté, i es calcula el temps que fa que es va formar.

En l'exemple anterior, el de la datació a partir del carboni-14, es tracta d'una de les tècniques més fiables per conèixer l'edat de mostres orgàniques. S'utilitza per fer datacions molt recents (des del punt de vista geològic); fins fa poc, no passava dels 10000 anys, però actualment les noves tècniques permeten arribar als 60000. S'aplica, sobretot, en arqueologia, antropologia i geologia del Quaternari (la darrera era geològica, la més moderna).

És una pràctica basada en la disminució exponencial d'aquests isòtops radioactius., amb 6 protons i 8 neutrons al nucli i que trobem a tots els organismes. El carboni prové, com ja s'ha vist en la unitat anterior, del diòxid de carboni de l'atmosfera; alguns isòtops són 14C, tot i que hi són presents en una proporció menor que el 12C (1 carboni-14 per cada bilió de carboni-12); no és l'únic isòtop del carboni, n'existeixen dos més (el 11 i el 13). En el procés de la fotosíntesi les plantes incorporen tots els tipus de carboni des del CO2, i els animals també a través de les cadenes tròfiques. Quan un ésser viu mor, comença la desintegració del carboni-14 i la transformació en nitrogen-14, i quan n'han transcorregut 5730 anys el valor de la seva semivida s'haurà reduït a la meitat.

Un altre exemple:

L'urani-238 és un isòtop radioactiu que es descompon i es transforma en un altre element més estable, el plpom-206. El període de semidesintegració del 14U és de 4470 Ma (milions d'anys), pràcticament l'edat de la Terra. Aquest fet significa que, quan han passat 4470 Ma, la meitat de la massa d'urani s'ha desintegrat i ha format plom, i així successivament. 

DATACIÓ RELATIVA: MÈTODES ESTRATIGRÀFICS

Com que la tècnica radiomètrica no és vàlida per a les roques sedimentàries, cal recórrer a altres mètodes de datació relativa, com els estratigràfics.

L'estratigrafia és la disciplina de la geologia que estudia i interpreta les roques sedimentàries i els estrats o capes que les formen.

Per poder ordenar els diferents esdeveniments i establir una escala de temps relatiu, cal aplicar els tres principis bàsics de l'estratigrafia: 

- Principi de la superposició d'estrats (Niels Stensen -Nicolaus Steno-, 1669): els estrats superiors són més moderns que els inferiors, sempre que la seqüència de roques sedimentàries no estigui deformada. Per tant, segueixen l'ordre en el qual es van dipositar els materials.

- Principi de successió biològica (William Smith, 1816-1819): els fòssils d'una roca són contemporanis a la seva formació i, per tant, tenen la mateixa edat. Si trobem els mateixos organismes fòssils en dos estrats podem deduir que tots dos es van formar durant la mateixa època.

- Principi de l'actualisme o uniformisme (James Hutton, 1788): els processos naturals que han actuat en el passat són els mateixos que actuen en el present. Per tant, si estudiem el present, podrem deduir i interpretar el passat i, en certa manera, predir el futur.

Ecologia: estructura i dinàmica dels ecosistemes V

L'evolució dels ecosistemes

Els ecosistemes són dinàmics, és a dir, experimenten canvis al llarg del temps com a conseqüència de les variacions que es produeixen en el biòtop i en la biocenosi. Aquests canvis reben el nom de successió ecològica. 

Les successions ecològiques són processos continus i lents que poden tardar anys a completar-se. Durant la successió, Les espècies que van poblant el med ii el modifiquen, la qual cosa hi permet l'aparició o desaparició d'altres espècies o un increment de:

• La diversitat d'organismes. A mesura que passa el temps, el nombre d'espècies creix, i unes són substituïdes per unes altres. Això implica un nombre més gran de nínxols ecològics. 

• La complexitat de l'ecosistema. S'incrementa el nombre de relacions entre els organismes, cosa que fa augmentar el nombre i la complexitat de cadenes i xarxes tròfiques i les relacions interespecífiques.

• La biomassa. Així com avança la successió, les espècies són substituïdes per unes altres de més pes i volum.

• La resistència als canvis que es poden produir a l'ecosistema. Hi ha mecanismes d'autoregulació que el fan més resistent a les pertorbacions. Es diferencien dos tipus de successions: primàries i secundàries.

 

La tendència natural de qualsevol successió és assolir l'etapa de màxima estabilitat o clímax, que representa l'estadi final de la successió que s'assoleix. En aquesta etapa, els factors limitants, com la temperatura, llum, manca de nutrients, etc. impedeix que la biomassa continuï creixent.

Els ecosistemes poden patir un procés invers de successió, una regressió ecològica, per causes naturals o activitats humanes.  

Ecologia: estructura i dinàmica dels ecosistemes IV

 El cicle de la matèria

A diferència del flux unidireccional d'energia, la matèria en un ecosistema circula. La matèria no es perd sinó que es recicla contínuament. 

Així els descomponedors transformen la matèria orgànica procedent de la femta excrements restes orgàniques i cadàvers d'éssers vius en matèria inorgànica. Llavors els organismes autòtrofs s'aprofiten d'aquesta matèria i generen nova matèria orgànica que Serveix d'aliment al heteròtrofs.

Els cicles biogeoquímics en els ecosistemes

H:	Forma part de la majoria dels compostos orgànics  Es Troba principalment formant aigua
O:	És part de l'aigua, i de la majoria de les molècules orgàniques  És l'element més abundant de la Terra (més d’un 50%). La reserva més gran d'oxigen lliure és a l'atmosfera
C:	És l'element fonamental de la matèria viva perquè forma part de totes les molècules orgàniques com els glúcids els lípids i les proteïnes  És a l’atmosfera, principalment en forma de diòxid de carboni; a la hidrosfera, dissolt en l'aigua; i a la litosfera formant roques calcàries o combustibles fòssils
N:	Forma la part essencial de les proteïnes i els àcids nucleics  La seva concentració a l'atmosfera és molt elevada però no pot ser assimilat directament pels éssers vius, excepte per alguns bacteris fixadors de nitrogen que poden viure de forma lliures el sòll o en simbiosi a les arrels de les plantes lleguminoses.
P:	És un component important dels àcids nucleics La major part és a les roques sedimentàries fosfatades d'origen marí. A les zones amb corrents marins ascendents arriba a la superfície, on l'utilitza el fitoplancton, des del qual passa a la resta de la cadena tròfica. No n'hi ha a l'atmosfera i és escàs a la hidrosfera.
S:	Forma part de determinats aminoàcids, per la qual cosa és necessari per a la síntesi de proteïnes.  N'hi ha a les roques sedimentàries el sòl i als rius en forma de sulfats.

Els bioelements passen d'uns organismes a uns altres fins que tornen al medi un altre cop. El recorregut i la transformació que pateix cadascun d'ells a l’ecosistema rep el nom de cicle biogeoquímic.

El cicle del carboni

El carboni només es pot incorporar a les biomolècules de les xarxes tròfiques des del diòxid de carboni de l'atmosfera.

En els ecosistemes, els organismes productors capten mitjançant la fotosíntesi el CO2 de l'atmosfera o el dissolt en l'aigua (també procedent de l'atmosfera), i el transformen en matèria orgànica, que passarà a la resta d'organismes de la xarxa tròfica circulant com s'ha vist abans al cicle de la matèria entre els diferents nivells tròfics.

Els bacteris i els fongs descomponen els excrements i les restes orgàniques d'éssers vius, procés que n'allibera CO2 a l'atmosfera o a la hidrosfera.

Una part de les restes orgàniques són enterrades pels sediments i es transformen en combustibles fòssils (carbó i petroli) o en roques calcàries, que en ser meteoritzades químicament retornen CO2 a l'atmosfera.

La crema de combustibles fòssils, els incendis forestals, diverses activitats industrials i les erupcions volcàniques alliberen també CO2 a l'atmosfera.

Mitjançant la respiració cel·lular, els productors, consumidors i descomponedors combustionen la matèria orgànica incorporada i alliberen CO2 a l'atmosfera i a la hidrosfera.

El cicle del nitrogen

La fixació de nitrogen es du a terme a través d'un determinat tipus de bacteris. Per tant, tots els éssers vius dels altres nivells tròfics depenen d'aquests bacteris per poder utilitzar el nitrogen atmosfèric.

Els bacteris fixadors de nitrogen del sòl o de les arrels d'alguns vegetals qui hi conviuen en simbiosi capten el nitrogen atmosfèric i el transformen en amoníac (NH4). En morir-se i descompondre's, les plantes alliberen amoníac al sòl, que es transforma en amoni (NH4+).

Els excrements i les restes d'organismes morts són transformats per microorganismes descomponedors i també formen amoni que les plantes poden absorbir. A més hi ha bacteris nitrificants que converteixen l'amoni en nitrats (NO3) o nitrits (NO2), que les plantes també absorbeixen.

Alguns bacteris i fongs són desnitrificants, és a dir, transformen una part dels nitrats i nitrits en nitrogen, que torna a l'atmosfera i caldrà tornar a ser fixat.

A través de l'alimentació, el nitrogen passa del nivell dels productors als consumidors, que l'utilitzen per formar les proteïnes i àcids nucleics.

Els cicles del fòsfor i del sofre

La proporció de fòsfor en la matèria viva és relativament petita, però hi té un paper vital a partir de l'intercanvi d'energia (continguda en la molècula d'ATP). El cicle del sofre és el més intervingut per les activitats de les persones, principalment per la combustió del carbó.

 

La meteorització de les roques sedimentàries marines allibera fosfats, que passa als organismes a través de la xarxa tròfica d'aquests ecosistemes.

Les plantes agafen del sòl fòsfor soluble en forma de fosfats (PO4). 

El fòsfor passa a través de l'alimentació a consumidors i descomponedors. 

Quan els organismes moren el fosfat s'allibera i s'incorpora al sòl.

La combustió de combustibles fòssils i l'activitat volcànica aporten sofre a l'atmosfera, que arriba als ecosistemes en combinar-se amb l'aigua de la pluja.

La descomposició de la matèria orgànica allibera sulfur d'hidrogen, que passa a l'atmosfera o bé és oxidat per bacteris i es converteix en sulfats.

El sofre, en forma de sulfats (SO2) és absorbit per les plantes.

El sofre passa d'uns nivells tròfics als altres.

Ecologia: estructura i dinàmica dels ecosistemes III

 Les relacions alimentàries

Segons com obtinguin el seu aliment, els organismes d'un ecosistema es classifiquen en nivells tròfics o alimentaris. Cada nivell agrupa espècies que tenen el mateix tipus d'alimentació.

- Productors: són autòtrofs (fabriquen la seva pròpia matèria orgànica a partir d'energia solar i matèria inorgànica (aigua, sals minerals, CO2). Són els bacteris fotosintètics, les algues i les plantes.

- Consumidors: són organismes heteròtrofs (s'alimenten de matèria orgànica que contenen altres éssers vius perquè no es poden elaborar la seva pròpia matèria orgànica).

                            - C-1aris: s'alimenten dels productors. Són els herbívors.

                            - C-2aris: s'alimenten principalment d'herbívors. Són els carnívors.

                            - C-1aris: són els grans depredadors que s'alimenten de consumidors                                           secundaris i primaris. En alguns ecosistemes poden haver-hi                                                         consumidors quaternaris, que s'alimenten dels terciaris. 

- Descomponedors (i detritívors): són organismes heteròtrofs que s'alimenten de restes

                orgàniques dels nivells anteriors. Transformen la matèria orgànica en 

                inorgànica (descomponedors, que s'allibera al medi i els productors 

                tornen a utilitzar una altra vegada. Són descomponedors la majoria dels bacteris 

                i fongs. Els detritívors són cucs, miriàpodes, crustacis insectes majoritàriament, 

                que ajuden a descompondre la matèria orgànica, i així els descomponedors es 

                poden alimentar d'aquesta matèria digerida. 

Cadenes i xarxes tròfiques

Les relacions alimentàries que s'estableixen entre els organismes vius d'un ecosistema es representen mitjançant cadenes i xarxes tròfiques:

S'observa clarament en les imatges com les cadenes tròfiques són seqüències simplificades i lineals d'éssers vius d'un ecosistema en les que s'estableix "qui és aliment de qui". 

No obstant això, els ecosistemes són molt més complexos i responen a un grau de relacions tròfiques molt més divers. La xarxa tròfica és la representació de totes les relacions tròfiques que s'estableixen en un ecosistema. Ens dona molta més riquesa d'informació.

Les piràmides tròfiques

Una piràmide tròfica és una representació gràfica de les relacions alimentàries d'un ecosistema en què es mostra la variació entre els diferents nivells tròfics per a una característica determinada, com l'energia, la biomassa o el nombre d'individus.

Les piràmides estan formades per barres horitzontals del mateix gruix. L'amplada és proporcional al valor de la característica que es vol representar, i cada barra representa un nivell tròfic:

A la base de la piràmide se situen els productors, a sobre els consumidors primaris, després els secundaris, etc. Les piràmides són més altes com més nivells tròfics hi ha a l'ecosistema. Es distingeixen tres tipus de piràmides segons les característiques estudiades:

Piràmides de biomassa:

Representa la quantitat de matèria orgànica, viva o morta, que hi ha a cada nivell tròfic. La biomassa es mesura grams o quilograms de matèria orgànica seca per unitat de superfície o volum (g/m2, kg/ha, etc). 

De vegades com en els ecosistemes marins hi pot haver de forma temporal piràmides de biomassa invertides, en què la biomassa dels productors és inferior a la dels consumidors primaris (gran quantitat de consumidors primaris com el zooplàncton o la majoria dels peixos són estrategs de la r).

Piràmides de nombre

Cada barra representa el nombre d'individus de cada nivell tròfic. En general, el valor disminueix a mesura que s’ascendeix en els nivells tròfics. No obstant això, de vegades poden estar invertides, com és el cas d'un arbre i els seus pobladors o d'un animal i els seus paràsits. 

La informació obtinguda és poc útil si es volen comparar dos ecosistemes, ja que no s'indica la importància real de l'organisme de cada nivell. Per exemple, a la sabana un elefant compta com una formiga. 

Piràmides d'energia

Indiquen l'energia emmagatzemada en un nivell tròfic en un moment determinat i que queda disponible per al nivell tròfic superior. Són les piràmides que aporten més informació.

L'energia és utilitzada per cada baula de la cadena en l’obtenció i digestió de l'aliment i en el manteniment de les seves funcions vitals.

Els valors s'expressen en unitats d'energia per unitat de superfície o volum i per unitat de temps (J/m2 · any, Kcal/m3 · any, etc). Aquestes piràmides no poden ser invertides, ja que l'energia d'un nivell tròfic ha de ser sempre més gran que la del nivell tròfic superior.

El flux d'energia

La principal font d'energia existent és el Sol. Els organismes productors autòtrofs, és a dir, les plantes, les algues i els bacteris fotosintètics, transformen mitjançant la fotosíntesi una part de l'energia lluminosa en energia química, que s'acumula en la matèria orgànica que produeixen. L'energia que travessa un ecosistema és unidireccional.

Els organismes productors i consumidors utilitzen una gran part d'aquesta energia en la respiració en creixement i els processos metabòlics. Un 10% de l'energia procedent d'un nivell tròfic pot passar als organismes del següent. Una altra part se cedeix al medi en forma de calor, i no es reutilitza. Com hem vist abans la quantitat d'energia en un determinat nivell tròfic és més gran que la del nivell superior.

Ecologia: estructura i dinàmica dels ecosistemes II

 Les relacions biòtiques

Són les interaccions que es produeixen entre els organismes de la biocenosi. Recordem que, juntament amb els factors abiòtics, regulen l'expansió de les poblacions tal i com es va comentar a l'apartat anterior. Poden ser de dos tipus: intraespecífiques o interespecífiques.

Relacions intraespecífiques

Són les que s'estableixen entre individus de la mateixa espècie. Poden ser:

- perjudicials si provoquen competència: es produeix quan dos individus o més competeixen per un recurs determinat, com l'espai, l'aliment, la llum, l'aigua, la parella...

- beneficioses si creen cooperació: la finalitat és la protecció, la reproducció, l'obtenció d'aliment o la defensa. 

Famíliars. S’estbleix entre els progenitors i la descendència i la finalitat principal és la reproducció i la cura de les cries. Poden ser monògames (un mascle i una femella, com en el cas dels llops) o polígames, amb un mascle i diverses femelles, com el cas dels lleons i les lleones.

Socials. Constituïdes per grups d'individus independents i jerarquitzats entre ells. Els individus solen presentar diferències anatòmiques i fisiològiques. És el cas de les societats que formen les formigues, els tèrmits o les abelles.

Colonials. Es creen entre d'individus que es mantenen units i que provenen d'un progenitor comú. En molts casos els individus d'una colònia es reparteixen la feina. Són típiques de pòlips i meduses.

Gregaris. S’estableixen entre individus no necessàriament emparentats que viuen en comú durant un temps per ajudar-se a buscar aliment, defensar-se, reproduir-se o migrar, com els ramats de cérvols o els bancs de peixos. 

Relacions interespecífiques

Són les que s'estableixen entre organismes d'espècies diferents.

Per a cadascuna de les espècies que interaccionen es poden crear relacions favorables (+), desfavorables (-) o neutres (0), tal i com es pot observar al quadre:

* Comensalisme, inquilinisme i tanatocresi són relacions similars, amb particularitats concretes que marquen lleugeres diferències. La distinció més gran la trobem al comensalisme respecte de les altres dues, ja que el comensal s'alimenta de restes de l'hoste o bé de recursos sobrants; en l'inquilinisme i la tanatocresi parlem d'un inquilí que ocupa estructures d'altres organismes vius (inquilinisme) o morts (tanatocresi), les aprofita per viure-hi però no per alimentar-se'n.

En l'exemple de la imatge referit al comensalisme el peix pallasso amb l'anemone constituïria més aviat un cas de mutualisme, ja que a més de restes i recursos sobrants de les anemones, el peix pallasso també s'alimenta de paràsits i altres organismes que puguin afectar-les (per tant és una relació +/+).

_________________________________________________________________

Competència. De la mateixa manera que hi ha competència entre individus de la mateixa espècie també n'hi ha entre espècies diferents quan totes dues utilitzen un mateix recurs limitat.

Depredació. Un individu, el depredador, s'alimenta d'un altre, la presa, a qui causa la mort. Les poblacions d’ambdós es regulen mútuament ja que qualsevol variació en el nombre d'individus d'un grup repercuteix en l'altre.

Mutualisme. Dos individus o més s’associen de forma no permanent ni obligatòria per obtenir un benefici mutu. És el cas de les aus com l'esplugabous, que s’alimenten dels paràsits dels bòvids. Quan la relació entre espècies és tan beneficiosa que no poden viure l'una sense l'altra es parla de simbiosi, com el cas dels líquens. 

Inquilinisme. Un individu, l’inquilí, troba refugi en alguna estructura d'un altre organisme a quí no perjudica ni beneficia. L’inquilí en resulta beneficiat i a l’hoste li és indiferent. Moltes aus estableixen aquesta relació amb l'arbre on habiten.

Parasitisme. Un individu, el paràsit, viu a costa de les substàncies nutritives d'un altre, l'host, a qui produeix d'anys sense provocar-li la mort perquè la seva supervivència va lligada a la de l’hoste. Hi ha dos tipus de paràsits: els ectoparàsits, que viuen fora de l’hoste, i els endoparàsits que hi viuen a dins.

Les poblacions en els ecosistemes

Una població és el conjunt d'organismes de la mateixa espècie que viuen en una zona determinada; per exemple un banc de peixos o un rusc d'abelles. El nombre d'individus d'una població varia al llarg del temps en funció de diferents factors. Així, la natalitat i la immigració augmenten la mida de la població, mentre que la mortalitat i l'emigració la minven. 

En una situació ideal en què hi hagués recursos il·limitats i espai suficient, es produiria un creixement exponencial de la població. Al principi seria lent, i llavors aniria augmentant progressivament. Si es representa aquest creixement en funció del temps s'obté una corba en forma de J.

No obstant això, les poblacions no creixement indefinidament. Factors abiòtics o biòtics, com ara la depredació, la manca d'aliments o d'algun altre recurs, provoquen la mort d'individus i en frena el creixement. Llavors, la població s'estabilitza i creix fins a un límit i valor màxim a partir del qual el creixement és gairebé zero. Si es representa s'obté una corba en forma de S.

Aquest límit sobre el creixement de les poblacions imposat per l'ecosistema es denomina capacitat de càrrega (K), i és la capacitat límit del medi, la quantitat d’organismes d’aquella espècie que el medi pot suportar, o la quantitat de recursos que el medi és capaç de disposar per a la supervivència d’aquella població.

                                             1. Creixement lent

                                             2. Creixement ràpid

                                             3-4. Creixement més lent (proper a K)

                                             5. Estabilització de la població

La capacitat de càrrega no és constant en el temps, i pot variar d'una regió a una altra. A més està subjecta a les variacions que depenen dels canvis que es produeixin en l'ambient. Al llarg del temps, el nombre d'individus d'una població varia al voltant de K. Aquestes fluctuacions es produeixen contínuament i són degudes a diferents causes, com canvis climàtics, migracions etc.

Existeixen dues estratègies oposades pel què fa al creixement d'una població:

- Estrategs de la r

Són espècies adaptades a viure en ambients inestables, que es reprodueixen ràpidament i tenen molts descendents, exhaureixen ràpidament els recursos i no tenen cura de les cries, per aquests dos fets tenen una mortalitat molt elevada. Les seves fluctuacions poblacionals són molt elevades per aquest fet. Normalment són organismes petits i més o menys simples, de vida curta, com les algues, els bacteris, els insectes, les plantes anuals amb llavors abundants o molts peixos. En resum:

- natalitat i mortalitat elevades.

- espècies oportunistes / pioneres o generalistes (límits de tolerància molt amples).

- ambient inestable, canviant o dur.

- Estrategs de la K

Són espècies adaptades a ambients estables, amb una baixa taxa de reproducció i pocs descendents, amb la qual cosa no exhaureixen els recursos. Són més grans en mida, i tenen cura de les cries, de manera que en redueixen molt la mortalitat. Les seves poblacions fluctuen poc en condicions normals, i el seu nombre es manté proper a la capacitat de càrrega del medi (K). En són la major part de les aus i mamífers, així com els arbres que produeixen poques llavors. Resumint:

- natalitat i mortalitat moderades o suaus.

- espècies especialistes.

- ambients estables

La realitat és que la majoria de les poblacions es troben en situats en un determinat punt d'aquest gradient, i sovint poden tenir estratègies combinades en diferents aspectes d'aquestes estratègies. És per això que es parla d'un espectre continu sobre el qual podríem situar una determinada espècies:

Per exemple, els arbres tenen trets com la longevitat i una competitivitat forta que els caracteritza com a K-estrategs. En canvi, pel què fa a la seva reproducció, els arbres típicament produeixen milers de descendents i els dispersen àmpliament, trets característics dels r-estrategs.

Semblantment, els rèptils com ara les tortugues de mar, mostren trets r i K: tot i que tortugues de mar són organismes grans amb llargues expectatives de vida (assumint que aconsegueixin arribar a l'edat adulta), produeixen grans nombres de descendents als quals no donen atencions i no protegeixen.