Capítulo 18

Producción primaria y flujo de energía

Organismos y energía

• Todo organismo requiere una fuente de energía para vivir

• Existen 3 fuentes principales de energía:– Luz– Moléculas orgánicas

– Moléculas inorgánicas

Definiciones• Autótrofos = organismos que utilizan fuentes

inorgánicas de carbono y de energía– Autótrofos fotosintéticos = utilizan CO2 como

fuente de carbono y luz como fuente de energía– Autótrofos quimiosintéticos = utilizan CO2 como

fuente de carbono y compuestos inorgánicos como fuente de energía

• Heterótrofos = organismos que utilizan compuestos orgánicos como fuentes de carbono y de energía

• Grupos de organismos y diversidad trófica

Productividad en una planta

• Mediante la fotosíntesis• Fotosíntesis requiere:

– Luz– Agua– CO2

– Minerales

• Velocidad de fotosíntesis condicionada por:– Disponibilidad de los requisitos mencionados arriba– Otras condiciones ambientales influyen sobre la

productividad

Productividad en un ecosistema

• Productividad primaria = la producción de nueva materia orgánica (biomasa) por los autótrofos de un ecosistema.– Productividad primaria bruta = toda la producción

de biomasa producida por todos los autótrofos de un ecosistema

– Respiración de autótrofos = gasto energético de autótrofos para mantenerse vivos

– Productividad primaria neta = la porción de biomasa de plantas que sobra luego de que los autótrofos satisfagan sus necesidades de energía

Factores que limitan la productividad primaria

• Principalmente la temperatura y la precipitación

• Evapotranspiración = cantidad de agua que evapora y transpira un ecosistema durante un año

• Relación entre evapotranspiración y productividad primaria neta– A mayor evapotranspiración mayor

productividad primaria neta

Factores que limitan la productividad primaria

• Relación entre precipitación y productividad primaria neta– A mayor precipitación mayor productividad

primaria neta

– En cada nivel de precipitación hay variaciones en productividad

• Fertilidad de suelos y productividad primaria en tierra

Factores que limitan la productividad primaria

• Factores que limitan la productividad primaria– Ley del mínimo : el nutriente en menor

cantidad de acuerdo al requerido por la planta limita su productividad

– Hoy sabemos que lo descrito arriba puede ser mas complejo

– Experimentos de fertilización de suelos• Este y otros experimentos similares en

ecosistemas terrestres muestran que el nitrógeno es el nutriente mas limitante generalmente.

Factores que limitan la productividad primaria acuática y marina

• Relación entre nutrientes y productividad primaria acuática

• A mayor concentración de fósforo mayor biomasa de algas y mayor tasa de fotosíntesis

• Añadir nutrientes a un lago (C+N+P) aumentó la biomasa de fitoplancton, y al dejar de añadirlos la biomasa volvió a su nivel anterior

Nutrientes y productividad marina

• Las tasas mas altas de productividad primaria marina se encuentran en los bordes de los continentes y en áreas de resurgimiento (“upwelling”)– En los bordes de continentes los ríos añaden

nutrientes al mar

– En las áreas de resurgimiento el agua profunda provee nutrientes al agua donde hay mas fitoplancton

Nutrientes y productividad marina

• Experimentos de fertilización marina– En ecosistema marino el nitrógeno resultó ser

mas limitante que el fósforo

Influencias de los consumidores

• Controles desde-abajo = controles por parte de factores físicos y químicos

• Controles desde-arriba = controles por parte de los consumidores

• Cascada trófica = efectos de depredadores que alteran la abundancia o productividad de una población, comunidad o nivel trófico en mas de un enlace de una red alimenticia.

Cascada trófica

• Existe una correlación negativa entre el tamaño del zooplancton y la productividad primaria.

• Los peces piscívoros controlan las poblaciones de peces planctívoros.

• Por lo tanto, los peces piscívoros reducen la presión que los peces planctívoros ejercen sobre el zooplancton grande.

• Por lo tanto, a mayor abundancia de peces piscívoros menor productividad primaria.

Cascada trófica

• Grandes herbívoros del Serengeti– Cercaron unas áreas para impedir que los

ñus pastaran– El pasto fue mas productivo en áreas no

excluidas que en áreas excluidas

– Explicacion: sin la herbivoría las hojas viejas de las plantas tapan a las mas verdes, reduciendo su productividad

Flujo de energía

• Las pérdidas de energía limitan el número de niveles tróficos de un ecosistema– Gran parte de la energía que pasa de un nivel

trófico a otro termina convirtiéndose en energía inútil (calor o entropía)

– A medida que la energía fluye de un nivel trófico a otro es mucha menos la cantidad de dicha energía pasando al siguiente nivel

– Por lo tanto, es improbable que un nivel trófico adicional tendría suficiente energía para mantener una población o comunidad de organismos viable

Figure 07_02

Heterótrofas: parásitas Autótrofas: “carnívoras”

Figure 07_04

Chapter opener 18

Figure 18_02

Figure 18_03

Figure 18_06

Figure 18_08

Figure 18_09

Figure 18_10

Figure 18_11

Figure 18_14

Figure 18_15

Figure 18_16

Figure 18_17