Presentaci

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Comunidades y ecosistemas
2
(No Transcript)
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ECOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTE

• El ambiente es un término amplio que incluye
  todas las condiciones y factores externos
  (vivientes y no vivientes) que le afectan a
  cualquier organismo o forma de vida.
• La ecología analiza las interrelaciones de los
  organismos con su medio ambiente físico y
  biótico. Es el estudio de organismos en su
  hábitat. Intenta explicar dónde se encuentran los
  organismos, cuántos hay y por qué. Busca entender
  de que manera actúa un organismo sobre su
  ambiente y cómo éste ambiente actúa sobre el
  organismo.
• Es una ciencia de síntesis, pues para comprender
  la compleja trama de relaciones que existen en un
  ecosistema toma conocimiento de botánica,
  zoología, fisiología, genética y otras
  disciplinas como la física y la geología.

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Organización de la materia
Existen distintos niveles de organización de la
materia de acuerdo al tamaño y a la función. Éste
es un modo en que los científicos clasifican los
patrones de la materia que se encuentran en la
naturaleza
Biósfera Es el conjunto de organismos del
planeta. El ecosistema gigante.
Universo Galaxias Sistemas solares Planetas Tierra
Biósfera Ecosistemas Comunidades Poblaciones Orga
nismos Sistemas de órganos Órganos Tejidos Células
Protoplásma Moléculas Átomos Partículas
subatómicas
Ecosistemas sistema funcional formado por una
comunidad integrada en su medio.
Comunidades grupos de poblaciones de distintas
especies que coexisten o cohabitan en tiempo y
espacio. .
Ámbito de la ECOLOGÍA
Poblaciones conjunto de organismos de la misma
especie que conviven en tiempo y espacio.
Organismo unidad funcional, con un genotipo
distinto que le da propiedades y características
distintas.
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ECOSISTEMA
METAPOBLACION
POBLACION
FLUJO GENETICO
POBLACION
POBLACION
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• Qué es un ecosistema?

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Los ecosistemas
Un ecosistema está formado por un lugar y los
seres vivos que habitan en el mismo.
En un ecosistema podemos diferenciar dos tipos de
elementos los seres vivos y las condiciones
físicas, que se influyen mutuamente.
LOS COMPONENTES DE UN ECOSISTEMA
Seres vivos
Condiciones físicas
Animales, plantas, ...
Aire, agua, luz, ...
Las relaciones más importantes entre los seres
vivos son las que se establecen por la
alimentación.
Todos los seres vivos que se alimentan unos de
otros, forman una cadena alimentaria, que empieza
siempre con una planta, sigue con un
herbívoro que se la come y continúa con un
carnívoro que se come al herbívoro.
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• Ecosistema

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Componentes de un ecosistema
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Ecosistema y ecotono
El ecotono conforma un hábitat característico que
alberga especies que no se encuentran en los
ecosistemas que lo rodean.
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• Recordemos que los ecosistemas se agrupan cuando
  son similares en clases mayores llamadas biomas
  y, que si agrupamos todos los ecosistemas o
  biomas en uno solo, formamos la biosfera.

Entonces reflexionemos
Hasta que grado podemos afectar, trastornar o
destruir un ecosistema y no afectar a la
biosfera? Y en que medida es posible alterar
parámetros globales como la atmósfera o la
temperatura antes de influir en todos los
ecosistemas de la tierra ?
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FUNCIONAMIENTO DE LOS ECOSISTEMAS
Hay 2 aspectos fundamentales en cualquier
ecosistema
LOS FACTORES AMBIENTALES ABIÓTICOS
LA ESTRUCTURA BIÓTICA
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Los ciclos de los nutrientes.
Los productos y subproductos de cada grupo de
organismo (productores, consumidores, saprofitos
y descomponedores) son la comida y los nutrientes
esenciales del otro.
Autótofos elaboran su propia materia orgánica
Heterótrofos se alimentan de materia orgánica
para obtener energía
Productores
Consumidores
Saprófitos y descomponedores
Plantas verdes, bacterias fotosintéticas y
bacterias quimiosintéticas
Primaros (herbívoros), Omnívoros (herbívoros o
carnívoros), Secundarios (se alimentan de los
primarios), de Orden superior (se alimentan de
otros carnívoros) y Parásitos (toman como huésped
a otra planta o animal)
Descomponedores (se alimentan de putrefacción)
Saprófitos primarios (se alimentan de detritos) y
Saprófitos secundarios
La materia orgánica y el oxígeno que producen las
plantas verdes son los alimentos y el oxigeno que
necesitan los heterótrofos. Y el dióxido de
carbono y otros desechos que éstos generan son
exactamente los nutrientes que necesitan las
plantas.
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La energía en el ecosistemaRelaciones
alimentariasNiveles tróficos Productores,
consumidores, descomponedores
El ecosistema concebido como un flujo de materia
y energía Parte del flujo de materia y energía se
plasma en las relaciones tróficas entre los
niveles tróficos
PRODUCTORES Autótrofos fotosintéticos que
utilizan luz como fuente de energía y CO2 como
fuente de C
CARNÍVOROS II Heterótrofos Se nutren de los
carnívoros I
HERBÍVOROS Heterótrofos que se nutren de la
materia orgánica fabricada por los Productores
DESCOMPONEDORES Heterótrofos Se nutren de
detritos (hongos, bacterias)
CARNÍVOROS I Heterótrofos - Se nutren de los
herbívoros
DETRITÍVOROS
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La energía en el ecosistemaRelaciones
alimentariasCadenas y redes tróficas (I)
NIVELES TRÓFICOS
PRODUCTORES
HERBÍVOROS
CARNÍVOROS I
CARNÍVOROS II
Consumidores primarios
Consumidores secundarios
Consumidores terciarios
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Cadenas Alimentarias

• En las cadenas alimentarias, el representante del
  nivel trófico superior se come al representante
  del nivel trófico inferior, originando una
  relación lineal de la energía.Las comunidades
  rara vez muestran cadenas alimentarias con
  consumidores primarios secundarios y terciarios.
• Normalmente forman redes o tramas alimentarias
  donde muchas cadenas se interrelacionan.
• Muchas veces los animales que comen de todo y el
  hombre ( omnívoro) actúa en diferentes momentos
  como consumidor primario , secundario o
  terciario.   

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La energía en la cadena alimentaria

• En los seres vivos la energía fluye a lo largo de
  las comunidades.
• Cada categoría de organismo se llama nivel
  trófico ( que significa nivel de alimentación).
• Los productores, desde las bacterias hasta los
  árboles más grandes como el alerce, obtienen su
  energía directamente de la luz solar.
• Los consumidores forman varios niveles tróficos
  y algunos, incluso, cambian de niveles al comer
  organismos de diferentes niveles.
• Así por ejemplo, los gorriones comen semillas o
  insectos

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La energía en el ecosistemaTransferencia de
energía en una cadena trófica
Pérdidas por calor en respiración
Energía luminosa
Incremento biomasa aprovechable por herbívoros
(10)
Energía química (glucosa) 1 de energía luminosa
Restos no aprovechables por el nivel trófico
siguiente
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La energía en el ecosistemaFlujo de materia y
energía en el ecosistema (I)
Pérdida de energía
10
10
10
Na, K, Mg, Ca, Sulfatos, nitratos, fosfatos
Humus edáfico
Flujo de materia cerrado Flujo de
energía abierto
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La energía en el ecosistemaFlujo de materia y
energía en el ecosistema (II)
Pérdidas de energía por respiración
Pérdida de energía por reflexión e ineficacia
fotosintética
Pérdidas de energía y de materia hacia los
descomponedores
Son todas las flechas del mismo ancho?
Flujo de energía en la biocenosis. Tamaños de los
recuadros, anchura de flechas y cifras de
unidades de energía (u. e.) sugieren el modelo
general de flujo energético.
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Niveles Tróficos
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FUNCIONES DE LOS ORGANISMOS EN CADA COMUNIDAD

• Los organismos fotosintéticos se llaman
  productores, porque producen alimento para ellos
  mismos.
• Además, en forma indirecta, producen alimento
  para casi todas las otras formas de vida
• Los organismos que no pueden fotosintetizar, no
  producen alimento por sí mismos, sino que deben
  adquirir la energía que se encuentra en las
  moléculas de los cuerpos de otros organismos.
• Estos organismos se llaman consumidores

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Pirámide Alimentaria
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DEPREDADORES
CARNÍVOROS
HERBÍVOROS
PRODUCTORES
DESCOMPONEDORES
En una pirámide se aprecia la estructura
alimentaria de un ecosistema en donde conviven
productores, consumidores y descomponedores. Los
vegetales elaboran materia orgánica a través de
la fotosíntesis. Los herbívoros se alimentan de
ellos, y a su vez son comidos por predadores o
carnívoros. Cuando estos organismos van
muriendo, sus restos son transformados en
sustancias asimilables por la plantas, proceso en
el que intervienen los organismos descomponedores
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Pirámide alimenticia

• No basta que una cadena alimenticia esté
  integrada por productores, consumidores de primer
  y segundo orden, y descomponedores.
• Además, es indispensable que el número de seres
  vivos que son parte de cada uno de estos niveles
  sea diferente, de acuerdo a su posición en la
  cadena.
• Así, deberá haber un número mayor de productores
  que de consumidores primarios, y más consumidores
  primarios que secundarios.
• Esta relación entre el número de organismos y el
  lugar que ocupa en la cadena alimentaria, se
  conoce como pirámide alimenticia.

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La energía en el ecosistemaPirámides ecológicas

• Son esquemas que se utilizan para representar
  cuantitativamente las relaciones tróficas entre
  los distintos niveles de un ecosistema.
• Se utilizan barras superpuestas que suelen tener
  una altura constante y una longitud proporcional
  al parámetro elegido, de manera que el área
  representada es proporcional al valor del
  parámetro que se mide.
• El nivel DESCOMPONEDORES no se suele representar,
  ya que es difícil de cuantificar.
• Se suelen usar tres tipos de pirámides
• Pirámides de energía,
• Pirámides de biomasa
• Pirámides de números.

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La energía en el ecosistemaPirámides ecológicas

• Forma de representación de cada uno de los
  niveles tróficos en función de la variable
  estudiada (producción, biomasa, números)

Los descomponedores, a veces, se representan
mediante un rectángulo perpendicular al de los
productores y apoyado en éste
Cada nivel trófico está representado por un
rectángulo (o paralelepípedo, si 3D)
El resto de los pisos representa al resto de los
niveles tróficos
Todas las alturas de los rectángulos son iguales
En la base se sitúan los productores
El ancho del rectángulo es proporcional al valor
de la variable estudiada (en este caso, biomasa)
Pirámide de biomasa en los Silver Springs
(Florida), surgencias de agua templada de
temperatura constante
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La energía en el ecosistemaPirámides ecológicas
El rectángulo que representa a los productores es
siempre el mayor, indicando la cantidad de
energía necesaria para sostener el resto de la
biocenosis
Pirámide de energía
Las pirámides de biomasa o números pueden ser
invertidas cuando los productores representan
poca masa, pero tienen altas tasas de renovación
de sus poblaciones, lo que garantiza un
rendimiento fotosintético asegurado para el
siguiente nivel trófico
Pirámides de biomasa
Productores con muy poca biomasa, pero altas
tasas de renovación de sus poblaciones
Muchos herbívoros, pero pocas encinas
Pirámides de números
Las especies herbáceas son más pequeñas, pero mas
numerosas
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Ecosistema acuático
En un ecosistema acuático la biodiversidad, o
número de especies vegetales y animales que
habitan en él, es menor que en uno terrestre. La
base nutritiva está en el fitoplancton y en el
zooplancton.La escala va en ascenso desde los
peces y batracios hasta las aves acuáticas como
el pato, y aéreas como el águila.
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La energía en el ecosistemaRelaciones
alimentariasCadenas y redes tróficas (II)
CIII
CIII
CII
CII
X
CI
CII
X
CI
CII
P
CI
P
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(No Transcript)
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La red Trófica del mar
33
Ecosistema de una laguna
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Ecosistema de la sabana africana
Animales depredadores
Animales carnívoros
Animales herbívoros
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Ecosistema de un bosque
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1. Qué sucedería en el ecosistema si se
suprimiera el grupo de los descomponedores?2.
Qué sucedería si se destruyera el grupo de
organismos productores?. Fundamenta tu
respuesta.3. La estabilidad de un ecosistema es
mayor mientras más grande sea la complejidad de
sus relaciones. Te parece acertada esta
afirmación? Fundamenta tu respuesta.
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La energía en el ecosistemaCómo se mide la
energía en el ecosistema?

• BIOMASA
• Cantidad de materia orgánica que compone un ser
  vivo, una población, un nivel trófico o una
  biocenosis
• Expresable como kg/m2, t/ha, kj/m2, kcal/m2, g de
  C/L, etc. (1 j 0,24 cal)
• PRODUCCIÓN
• Incremento de biomasa por unidad de tiempo en un
  ser vivo, una población, un nivel trófico o una
  biocenosis
• Expresable como kg/m2/año, kj/m2/año,
  kcal/m2/año, g de C/L/año
• Producción Primaria Bruta (PPB) Incremento de
  biomasa (nuevas hojas, más raíces, flores, etc.)
  en los productores debida a la fotosíntesis
• Producción Primaria Neta (PPN) Incremento de
  biomasa en productores en un determinado tiempo,
  resultante de restar a la PPB lo consumido por
  los propios productores en respiración (R) (parte
  de la glucosa sintetizada se consume) PPB R
  PPN
• Producción Secundaria Neta (PSN) Incremento de
  biomasa en un determinado tiempo en los
  diferentes niveles de consumidores. Resultante de
  restar a la biomasa ingerida (la disponible como
  PPN del nivel trófico anterior) la consumida por
  respiración (glucolisis u otros procesos) y la no
  aprovechada (desechos)
• Producción neta de un ecosistema (PNE)
  Incremento de biomasa que ha tenido lugar en un
  ecosistema en un determinado tiempo debida a la
  fotosíntesis tras restarle todo lo consumido por
  la respiración de todos los niveles tróficos

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Productividad
Es la relación entre la producción y la biomasa.
p P / B La productividad bruta será pB
PB / B La productividad neta (o tasa de
renovación) pN r PN / B La tasa de
renovación varía entre 0 y 1, e indica la
producción de nueva biomasa en cada nivel trófico
en relación con la existente.
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La energía en el ecosistemaCómo se mide la
energía en el ecosistema?

• En la siguiente tabla aparecen datos de la
  producción de dos ecosistemas un campo de
  cultivo (baja diversidad específica y alto
  estrés) y un bosque ecuatorial (alta diversidad
  específica, bajo estrés)
• A) Compáralos y justifica las diferencias
• B) Qué pasaría si en un ecosistema la PNE fuese
  negativa?

Campo de cultivo (kcal/m2/año) Bosque ecuatorial (kcal/m2/año)
PPB (producción primaria bruta) 54,2 100
RA (respiración de los productores) 20,1 71,1
PPN (producción primaria neta) 34 28,8
RH (respiración resto niveles tróficos) 1,8 28,8
PNE (producción neta del ecosistema) 32,2 0
RH Respiración de heterótrofos
RA Respiración de autótrofos
PPN PPB - RA
PNE PPN - RH
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Productividad y tiempo de renovación
La tasa de renovación es en muchos casos un
parámetro mucho mejor que la producción neta para
valorar el flujo de energía de un ecosistema.
Por ejemplo El plancton tiene una producción
menor que los vegetales terrestres, sin embargo
tienen una mayor productividad por que su tasa de
reproducción es muy alta y se renuevan muy
rápidamente. Por este motivo la biomasa que
habitualmente es menor a medida que subimos en
los escalones de la pirámide trófica, en este
caso es al revés y la biomasa es mayor en los
herbívoros que en los productores.
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• Cuando se empieza a colonizar un territorio la
  productividad es muy alta, a medida que el
  territorio se va colonizando y se alcanza la
  estabilidad la biomasa alcanza un valor máximo y
  la productividad es mínima.
• En un cultivo agrícola la tasa de renovación
  sería próxima a 1.
• En un pastizal sería entre 0 y 1.
• En un bosque maduro sería cercana al 0.
• Un ecosistema estable y muy organizado, tiene una
  gran cantidad de biomasa y una gran
  biodiversidad, pero su productividad es baja y
  disminuye el flujo de energía entra mucha
  energía pero se gasta manteniendo una gran
  cantidad de biomasa.
• La selva tropical tiene una producción muy alta
  pero una productividad cercana al 0
• En las explotaciones agrícolas, el ser humano
  extrae del ecosistema una gran parte o la
  totalidad de la biomasa al final de la temporada.
  Esto disminuye los gastos por respiración y un
  aumento de la productividad. Sin embargo debe
  reponerse al suelo la materia extraída.

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Tiempo de renovación

• Es el tiempo que tarda un nivel trófico, o un
  ecosistema completo, en renovar su biomasa.
• tr B / PN
• Mide el tiempo de permanencia de los elementos
  químicos dentro de las estructuras biológicas del
  ecosistema.
• Los productores pueden presentas dos estrategias
  en relación a su tr
• Especies rápidas. Son pequeños, de estructura y
  morfología simple, y con una tasa de reproducción
  alta. Fitoplancton
• Especies lentas. Son de gran tamaño, estructura y
  morfología compleja, y una tasa de reproducción
  muy baja. Bosques de encinas.
• En los ecosistemas suelen estar presentes ambos
  tipos para asegurar un aporte energético
  suficiente al ecosistema. En un lago suele haber
  fitoplancton y algas más lentas. En un encinar
  hay también un estrato herbáceo

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Los ecosistemas naturales de mayor producción son
los arrecifes de coral, los estuarios, las zonas
costeras, los bosques ecuatoriales y las zonas
húmedas de los continentes. Los menos
productivos son los desiertos y las zonas
centrales de los océanos.
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Ciclos biogeoquímicos

• Los elementos más importantes que forman parte de
  la materia viva están presentes en la atmósfera,
  hidrosfera y geosfera y son incorporados por los
  seres vivos a sus tejidos.
• De esta manera, siguen un ciclo biogeoquímico que
  tiene una zona abiótica y una zona biótica.
• La primera suele contener grandes cantidades de
  elementos biogeoquímicos pero el flujo de los
  mismos es lento, tienen largos tiempos de
  residencia.
• En la parte biótica del ciclo, el flujo es rápido
  pero hay poca cantidad de tales sustancias
  formando parte de los seres vivos.

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Los diferentes elementos químicos pasan del
suelo, el agua o el aire a los organismos y de
unos seres vivos a otros, hasta que vuelven,
cerrándose el ciclo, al suelo o al agua o al
aire. 
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
GASEOSOS
atmósfera océanos
SEDIMENTARIOS
suelo-rocas-minerales
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La energía en el ecosistemaCiclos
biogeoquímicosEl ciclo del carbono
Fermentación
Ciclo petrogenético
Plancton
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La energía en el ecosistemaCiclos
biogeoquímicosEl ciclo del nitrógeno
Rhizobium
NO3-
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Ciclo del Nitrógeno
Nitrógeno
Componente esencial de las proteínas y de la
atmósfera
Estado gaseoso(N2)
Debe fijarse para su utilización
Acción química de alta energía
Biológico
Bacterias fijadoras de nitrógeno
Radiación cósmica Relámpagos y rayos
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La energía en el ecosistemaCiclos
biogeoquímicosEl ciclo del fosforo
Completamente sedimentario
Desconocido en la atmósfera
Reservorios en rocas y depósitos naturales de
fosfatos