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II Ciencias de la Tierra y Medioambientales. 2º Bachillerato.
Belén Ruiz
IES Santa Clara.
CTMA 2º BACHILLER
Dpto Biología y Geología
UNIDAD 3: DINÁMICA DE LA BIOSFERA. PROBLEMÁTICA Y
GESTIÓN SOSTENIBLE II.
http://biologiageologiaiessantaclarabelenruiz.wordpress.com/2o-bachillerato/ctma/
LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Camino que sigue la materia que escapa
de la biosfera hacia otros subsistemas
terrestres (A, H, L) antes de retornar a la B.
El tiempo de permanencia de los
elementos en los distintos subsistemas es
muy variable.
Se llama reserva o almacén al lugar
donde la permanencia es máxima.
Los ciclos tienden a ser cerrados.
Las actividades humanas ocasionan apertura y
aceleración de los ciclos contraviniendo el principio de
sostenibilidad de reciclar al máximo la materia.
Esto origina que se escapen nutrientes y se produzcan
desechos
El carbono se encuentra:
– Atmósfera: CO2 (367ppm), CO (0,1 ppm), CH4
(1,6 ppm)
– Litosfera: Rocas carbonatadas, rocas
silicatadas.
– Hidrosfera: bicarbonatos (HCO3-).
– Biosfera: materia orgánica + caparazones +
esqueletos
CICLO DEL CARBONO I
EL CICLO DEL CARBONO I
El principal depósito es la atmósfera
El ciclo biológico del C es la propia Biosfera quien controla los
intercambios de este elemento con la atmósfera …
Se fija por la fotosíntesis y el intercambio por difusión directa con la hidrosfera
Se devuelve a la atmósfera por la respiración de seres vivos
El ciclo biológico moviliza cada año el 5 % del CO2 atmosférico en 20
años se renueva totalmente.
Sumideros fósiles:
Almacén de Carbono
La materia orgánica sepultada y en ausencia de oxígeno
fermentaciones bacterianas que la transforman en carbones y petróleos
Esto supone una rebaja importante de los niveles de dióxido de C en la
atmósfera
El retorno del CO2 almacenado durante millones de años por erupciones
volcánicas, a la atmósfera.
A) CICLO BIOLÓGICO:
B) CICLO BIOGEOQUÍMICO: CONTROLA LA TRANSFERENCIA ENTRE LA BIOSFERA Y DEMÁS SUBSISTEMAS.
CICLO DEL CARBONO II
FOTOSÍNTESIS RETIENE CO2
RESPIRACIÓN Y
DESCOMPOSICIÓN LIBERACIÓN CO2
• CICLO BIOGEOQUÍMICO:
a. CO2 DE LA ATMÓSFERA A LA LITOSFERA
b. CO2 DE LA LITOSFERA A LA ATMÓSFERA.
c. SUMIDEROS
– FÓSILES
– FORMACIÓN ROCAS CALIZAS.
CICLO DEL CARBONO III
atmósfera => hidrosfera =>litosfera
a. CO2 DE LA ATMÓSFERA A LA LITOSFERA
atmósfera => hidrosfera =>litosfera
• Rocas carbonatadas:
H2O + CO2 => H2CO3 (ácido carbónico)
H2CO3 + CaCO3 (carbonato de calcio) => Ca(HCO3)2
(hidrogenocarbonato de calcio).
Ca(HCO3)2 => CaCO3 + H2O + CO2
CICLO DEL CARBONO IV
ESQUELETO CÁLCICOS DE LOS
ANIMALES MARINOS
ACABARÁ EN LOS SEDIMENTOS TRAS
SU MUERTE: CALIZAS: SUMIDERO
ATMÓSFERA
No presenta
perdida neta de
CO2 atmosférico
CICLO DEL CARBONO V
• Rocas silicatadas:
2H2O + 2CO2 =>2 H2CO3 (ácido carbónico)
2H2CO3 + CaSiO3 (silicato de calcio) => Ca(HCO3)2
(hidrogenocarbonato de calcio) + SiO2.
Ca(HCO3)2 => CaCO3 + H2O + CO2
ESQUELETO CÁLCICOS DE LOS
ANIMALES MARINOS
ACABARA EN LOS SEDIMENTOS TRAS
SU MUERTE SEDIMENTOS TRAS
SU MUERTE: CALIZAS: SUMIDERO
ATMÓSFERA
Se han requerido
2 moléculas
de CO2 atmosférico
y se ha devuelto
sólo 1.
Actúa como
SUMIDERO
b. CO2 DE LA LITOSFERA A LA ATMÓSFERA.
Enterramiento rocas => libera CO2(erupciones
volcánicas).
c. Sumideros.
CICLO DEL CARBONO VI
CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2
Materia orgánica => carbón y petróleo
Esqueleto de CaCO3 CALIZAS
Ingentes cantidades de C fueron retiradas de la atmósfera mediante
este último proceso, lo que explica que descendiese el CO2 atmosférico
EL CICLO DEL CARBONO VI
ROCAS CARBONATADAS
CO2 + H2O + CaCO3 Ca2+ + 2HCO3- 1
ROCAS SILICATADAS
2CO2 + H2O CaSiO3+ 2HCO3-Ca2+ + + SiO2
2
En el mar, los animales marinos transforman el bicarbonato y los iones de Calcio
en carbonato que incorporan en sus tejidos endurecidos
2HCO3- + Ca2+ CaCO3 + CO2 + H2O 3
Balances1 + 3
El carbonato formará parte de los sedimentos
No hay pérdidas netas del dióxido atmosférico
2 + 3 Sólo devuelven a la atmósfera 1 CO2 sumideros
DESAJUSTA EL EFECTO INVERNADERO:
• LIBERA CO2 COMO RESULTADO DE LA COMBUSTIÓN DEL CARBÓN,
PETRÓLEO Y GAS NATURAL (5.5 GtC) (20% del gas natural, 40%
combustión del carbón, y 40% del petróleo.
• 1,6 GtC de la deforestación.
TOTAL 7.1 GtC al año de CO2 entra a la atmósfera => sólo un 2.4- 3.2 GtC
permanece en la atmósfera. El resto es utilizado por los seres vivos=>
– Difunde a los océanos y allí es absorbido por el fitoplancton (2.4
GtC/año)
– El crecimiento de los arboles fija 0.5 GtC al año.
Entre un 1-1.8 GtC/año debido a la complejidad del ciclo no se sabe dónde se
encuentra.
La cantidad de carbono en GTC en otras reservas son:
Atmósfera: 750
Biomasa: 650
Suelo: 1,500
Océanos: 1,750
CICLO DEL CARBONO: INTERVENCIÓN HUMANA
Desde la época preindustrial
los humanos hemos añadido
200 GTC a la atmósfera
http://www.ebooksampleoup.com/ecommerce/view.jsp?ID=000777721d4f838996e8a
La cantidad de
carbono en la Tierra
es una cantidad
finita aunque se
tiene una idea
aproximada de
adónde va. El
diagrama muestra
los almacenes de
carbono y su flujo
en gigagtoneladas
de carbono (GtC).
1 GtC = 109
toneladas
EL CICLO DEL CARBONO VIII
CO2 atmosférico
Fotosíntesis
Productores
Difusión directa:
paso a la hidrosfera
Consumidores
Restos orgánicos
DescomponedoresCombustibles
fósiles Enterramiento
geológico
Extracción
Combustión CO2 disuelto
Ecosistemas acuáticos
Rocas calizas
carbonatadas
y silicatos cálcicos
Ciclo de la rocas
Erupciones volcánicas
CICLO DEL CARBONO VIII
CO2 ATMÓSFERA
BIOSFERA
FOTOSÍNTESIS
RESPIRACIÓN
RESTOS DE
MATERIA ÓRGANICA
DESCOMPOSICIÓN
SUMIDERO
COMBUSTIBLES FÓSILES
ANAERÓBICAS
LITOSFERA
CaCO3 + SiO2 => CaSiO3 + CO2
ERUPCIONES VOLCÁNICAS
X el proceso de
Se acumula en la
desprendenHIDROSFERA
Enterramiento rocas
combustión
ESQUELETO CÁLCICO
ORGANISMO MARINOS
SUMIDERO: CALIZA
CICLO DEL CARBONO IX
INDICADOR CO2 CO CH4 N2O CFC
Tiempo de vida en
la atmósfera20
(años)
1-2
meses10(años)
150
(años)
130
(años)
Fuente: Grupo intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC): Tercer Informe de Evaluación
2001.
El nitrógeno se encuentra:
– Atmósfera:
• N2 (78%);
• NH3 : erupciones volcánicas. Putrefacción de la
materia orgánica.
• Óxidos de Nitrógeno: NO, N2O, NO2 : tormentas
eléctricas (a partir de N2); erupciones volcánicas.
– Litosfera (Suelo): Nitratos, Nitritos.
– Hidrosfera: ácido nítrico.
– Biosfera: materia orgánica (esencial en proteínas,
ácidos nucleídos (ADN y ARN) y nucleótidos).
CICLO DEL NITRÓGENO
Reservas de Nitrógeno
(almacén y sumidero)Flujo de nitrógeno
Biomasa
(organismos)
Suelo.
Combustibles
fósiles.
Atmósfera
Hidrosfera
Fijación del Nitrógeno (atmosférica y
biológica)
Nitrificación.
Desnitrificación.
Alimentación (absorción, asimilación,
consumo)
Excreción.
Muerte y descomposición
En la atmósfera existe un 78% de N2 (es el gas más abundante, es inerte
por lo que no está disponible para casi todos los seres vivos (animales
y plantas) solamente los microorganismos fijadores del N2 atmosférico
pueden utilizarlo.
Para que las plantas aprovechen el nitrógeno del suelo, este tiene que
estar en forma de nitratos (NO3-) y de ión amonio (NH4
+). Cuando las
plantas lo asimilan pasa el nitrógeno a las plantas que lo absorben y
con ello se transfiere a los demás seres vivos en forma de aminoácidos
(aa) y nucleótidos)
CICLO DEL NITRÓGENOFIJACIÓN DEL NITRÓGENO ATMOSFÉRICO
a) Atmósfera:
b) Atmósfera-Biosfera:
N2 (inerte) + O2 NOX (ÓXIDOS DE NITRÓGENO)
descargas eléctricas (tormentas)
NOX (ÓXIDOS DE NITRÓGENO) + H2O (VAPOR DE AGUA) ÁCIDO NÍTRICO
N2 ATMOSFÉRICO NITRATOS NO-3
FIJACIÓN BIOLÓGICA DEL NITRÓGENO
PLANTAS
1. BACTERIAS VIDA LIBRE EN EL SUELO: Azotobacter (SUELO).
2. BACTERIAS SIMBIÓTICAS CON LAS RAÍCES LEGUMINOSAS: Rhizobium. (Las plantas
proporcionan azúcar de la fotosíntesis y la bacteria le proporciona los nitratos)
3. CIANOBACTERIAS (Nostoc, antes llamadas algas verde azules) (que viven en el suelo o el agua.
Son las que causan la gran productividad de los campos de arroz en Asia, mucho ha sido
producido durante siglos e incluso miles de años por ellas sin necesidad de el nitrógeno de los
Fertilizantes.
4. HONGOS: Frankia, FORMA NÓDULOS RADICULARES CON EL ALISO, ÁRBOL DEL PARAISO,
FIJACIÓN ATMOSFÉRICA DEL NITRÓGENO
Sales minerales(nutrientes vegetales)
NITRATOS
http://web.uconn.edu/mcbstaff/benson/Frankia/Frankia
Taxonomy.htm
b) Atmósfera-Litosfera- Biosfera:
c) Biosfera – Litosfera-Biosfera:
NH3 NO-2 (NITRITOS) NO-
3 (NITRATOS)
NITROSOMAS NITROBACTER
PLANTAS
b) NITRIFICACIÓN: OXIDACIÓN. DESCOMPONEDORES
ÁCIDO NÍTRICO NO-3 (NITRATOS) PLANTAS
a) FORMACIÓN DE NITRATOS A PARTIR DE ÁCIDO NÍTRICO
CICLO DEL NITRÓGENO
nitrosación nitración
N2 (ATMÓSFERA)Pseudomonas desnitrificantes
Condiciones anaeróbicas o en terrenos anegados
c) DESNITRIFICACIÓN:
perdida
d) DESCOMPOSICIÓN: (proporciona más nitratos que los procesos de
fijación) (organismos descomponedores (bacterias y hongos)
NITROSOMASNITROBACTER
PLANTAS
CICLO DEL NITRÓGENO
e) ASIMILACIÓN: por las productores que asimilan el nitrógeno para producir
Biomoléculas orgánicas (aa, bases nitrogenadas que forman los
Nucleótidos y los ácidos nucleicos (ADN y ARN)
RESTOS ORGÁNICOS NH3
NITRITOS
NO2-
NITRATOS
NO3-
N2 (78%)
ATMOSFERA
NITROSOMAS
NITRATOS
NO3-RESTOS ORGÁNICOS
DESCOMPONEDORES
BACTERIAS DESNITRIFICANTES
CICLO DEL NITRÓGENO IV
NH3, NO, nitritos
DESCOMPONEDORES
NOx (NO,NO2, N2O)Fijación atmosférica
(tormentas eléctricas)
NOX + H2O Ácido nítrico
volcanes
Fijación biológica
(Bacterias
=azotobacter,
cianobacterias,
rhizobium; Hongos =
Frankia)
NH3
NO2- NITROBACTER
ABONO
EL CICLO DEL NITRÓGENO IV
N2 atmosférico Fijación
Industrial
NITRATOS
atmosféricaBiológica
ProductoresConsumidores
Descomponedores
Disolución y
transporte
Medio
acuático
Procesos de putrefacción de
la materia orgánica muerta
NH3
Bacterias desnitrificantes
Erupciones
volcánicas
– AÑADIR NITRÓGENO AL CICLO POR:
FIJACIÓN INDUSTRIAL (HABER): N2 ATMOSFÉRICA => NH3 + NITRATOS .
FIJACIÓN BIOLÓGICA: plantaciones de leguminosas que contienen en los
nódulos (raíces) bacterias fijadoras del nitrógeno atmosférico. Cuando estas
plantas se descomponen enriquecen el suelo de nitratos.
– RETIRADA DE LOS ANIMALES Y PLANTAS PARA ALIMENTARSE, se extrae el
nitrógeno del ciclo, y puede terminar en las aguas residuales.
– COMBUSTIÓN ALTAS TEMPERATURAS: CÁMARAS COMBUSTIÓN MOTORES:
AIRE CON O2 + N2 => NO2 (VA A LA ATMÓSFERA) + VAPOR AGUA => ÁCIDO
NÍTRICO (LLUVIA ÁCIDA) => SUELO => NITRATOS SUELO.
– SUELO ANEGADO: actúan las bacterias desnitrificantes empobreciendo el suelo de
nitratos y liberando el nitrógeno a la atmósfera.
– SUELO PERMEABLE (SUELO ARENOSO): se produce la lixiviación de los nitratos
hacia los ríos, lagos y mares, produciendo eutrofización.
– ABONADO EXCESIVO: LIBERACIÓN EXCESIVA DE N2O=> EFECTO
INVERNADERO.
EXCESIVA FERTILIZACIÓN SUELO: FERTILIDAD (ESCASEAN OTROS
NUTRIENTES ESENCIALES)
LOS NITRATOS VAN A LAS AGUAS => EUTROFIZACIÓN.
NITRATOS => TUBO DIGESTIVO NITRITOS =>GASTROENTERITIS, DIARREAS,
COLOR AZULADO EN LOS BEBES.
CICLO DEL NITRÓGENO V.INTERVENCIÓN HUMANA
EL CICLO DEL NITRÓGENO
Procesos
de combustión
a altas
temperaturasmotores
Reacción de N2 y O2
NO2
+ vapor
de aguaÁcido nítricoLluvia ácidaNitratos Suelo
Fijación industrial
y
abonado excesivo
Liberación de
N2O a la
atmósfera
Potente gas
de efecto
invernadero
Fertilización excesiva
Aumenta el crecimiento vegetalEscasez de otros nutrientes:
calcio, magnesio, etc
Eutrofización
del medio
acuático
N2
FIJACIÓN
BIOLÓGICA ATMOSFÉRICA INDUSTRIAL
ABONO
SIMBIOSIS MICROORGANISMOS
NITRATOS
RESTOS ORGÁNICOS
DESCOMPONEDORES
DISOLUCIÓN
Y TRANSPORTE
BACTERIAS DESNITRIFICANTES
CICLO DEL NITRÓGENO V
ABONADO EXCESIVO
LOS NITRATOS
• Paco y Sara son un matrimonio que viven en un pueblo de la costa mediterránea cuyas aguaspresentan un índice de nitratos elevado. Tienen una niña que no se encuentra bien y ademáspresenta un aspecto ligeramente amoratado.
• El médico, tras reconocer al bebe, le hace unos análisis de sangre y comprueba lo que esperaba.
• Sara: ¿Es grave doctor?
• Doctor: No, después de inyectarle un mg de azul de metileno, desaparecerá el problema.
• Paco: Pero... ¿Qué es lo que le ocurre a la niña?.
• Doctor : ¿Le han dado a la niña agua del grifo?.
• Sara: Le preparo el biberón con agua del grifo, pero antes la hiervo unos minutos.
• Doctor: la niña presenta deficiencia de oxígeno en los músculos, por eso tiene ese aspectolevemente amoratado. Esto posiblemente sea por ingerir agua del grifo que posee un elevadocontenido en nitratos, lo que provoca una disfunción en la hemoglobina, que es la encargada dellevar el oxígeno a las células; y los nitratos no desaparecen hirviendo el agua.
• Paco: ¿Cómo es que el agua de esta zona tiene tantos nitratos?.
• Doctor: Porque los agricultores abonan sus cultivos con estos compuestos, que son esencialespara las plantas. Lo que ocurre es que las plantas no absorben todos los nitratos de golpe, siendoarrastrado el sobrante por el agua de riego o de lluvia hacia el subsuelo, donde se acumula en lasaguas subterráneas.
• Paco: Y claro ésta, el agua que se abastece esta ciudad, se extrae mediante pozos del subsuelo,por eso presenta nitratos.
• Doctor: Usted lo ha dicho. Así que a partir de ahora, no tomen agua del grifo, ni para beber, ni paracocinar.
• Sara: ¿Y por qué a nosotros no nos ha pasado nada?.
• Doctor: Porque esta enfermedad son susceptibles de padecerla los lactantes, siendo más rara enlos adultos.
1. Metahemoglobulinemia: los
nitritos pasan a la sangre,
impidiendo a los glóbulos rojos
captar el oxígeno.
LIBERAN EN EL AGUA NITRATOS Y FOSFATOS QUE
LLEGAN A LOS SERES VIVOS PRODUCIENDO
2. Déficit de vitamina A
3. Perturbaciones del
tiroides.
4. Problemas reproductivos
e incluso abortos.
5. Los nitritos en el interior
del cuerpo humano se
convierten en
nitrosamina que es un
agente cancerígeno.
Disminución de la
biodiversidad
6. Eutrofización: las algas
crecen en exceso => no
dejan pasar la luz => no hay
fotosíntesis => no hay O2
=> muerte de los seres
vivos del fondo de los
lagos.
FOSFATOS-RESTOS ORGÁNICOS
DESCOMPONEDORES
HIDROSFERA
CICLO DEL FOSFATO
EXCESO DE
ABONO
Liberado por
meteorización química
y física
disueltoLITOSFERA
ROCAS FOSFATADAS
ENTERRADO
EN LOS
SEDIMENTOS
ROCAS
SEDIMENTARIAS
FOSFATADAS
ACTÚA COMO
SUMIDERO
Devueltos a
los
continentes
por las aves en
forma de
GUANO
EUTROFIZACIÓN
EL CICLO DEL FÓSFORO
Sedimentos y rocas sedimentarias FOSFATOS
ProductoresConsumidores
Descomponedores
Ecosistemas acuáticos
Retorno a tierraColonias de aves marinas
en la costa pacífica
de Sudamérica
GUANOExcrementos
CICLO DEL FOSFATO
• PRINCIPAL FACTOR LIMITANTE DE LA
PRODUCCIÓN CONTINENTAL, DONDE SON
ESCASAS LAS ROCAS FOSFATADAS. SU
EXPLOTACIÓN Y LAS PÉRDIDAS LATERALES
HACEN QUE SE VAYA HACIENDO UN ELEMENTO
CADA VEZ MÁS ESCASO.
• RECURSO NO RENOVABLE (SE CREE QUE SUS
RESERVAS DURARÁN UNOS 100 AÑOS).
• DEPENDE DEL CICLO GEOLÓGICO TARDA EN
LIBERARSE 105 – 108 AÑOS.
EL CICLO DEL FÓSFORO
El P no se presenta en forma gaseosa, no puede tomarse del aire.
La mayoría está inmovilizado en los sedimentos oceánicos.
Se libera muy lentamente, por meteorización de rocas fosfatadas.
Principal factor limitante recurso no renovable.
Fosfatos liberados por rocas fosfatadas y cenizas volcánicas son
transportadas por aguas corrientes hasta lagos o el mar precipitan
y forman los almacenes sedimentarios.
Tiempo de permanencia en ecosistemas terrestres: 100 a 10.000
años.
Tiempo de permanencia en los ecosistemas acuáticos: 1 a 10 años
El hombre elabora abonos utilizando las reservas minerales en rocas
sedimentarias.
El P es poco abundante en los seres vivos (1 % en animales y 0’2 %
en vegetales) pero importante:
Huesos, caparazones
ATP, ADN y ARN, NADP, NADPH
• El azufre se encuentra:
– Atmósfera:
• H2S; SO2; SO; H2SO4;
– Litosfera: Sulfatos.
– Hidrosfera: Sulfatos, H2S.
– Biosfera: materia orgánica.
CICLO DEL AZUFRE I
Fitoplancton => DMSP (dimetilsulfoniopropianato), al estar dotado de una carga positiva y negativa es muy higroscópico. Las algas unicelulares y fitoplancton sintetizan y acumulan
DMSP para regular la presión osmótica; durante la lisis por senescencia o cuando son ingeridas por el zooplancton, liberan DMSP al medio
BACTERIAS OCEÁNICAS=>Metabolizan el DMSP. Parte delmismo se utiliza como fuente de C yenergía; otra forma escapa a laatmósfera en forma de DMS (sulfurode dimetilo). Pero para las bacterias deDSMP constituye también una fuentede azufre, así que regulan la cantidadde DMS que liberan a la atmósferasegún sus necesidades de azufre.
La radiación ultravioleta oxida el DMS. Los aerosolesde sulfato resultantes condensan la humedad, lo queincrementa la densidad de las nubes.
las nubes limitan la cantidad de radiación que llega a la superficie terrestre, disminuyendo la temperatura. Así el DMS atenúa el efecto invernadero. Asimismo se reduce la luz que recibe el
fitoplancton, con lo que se limita la síntesis de DMSP. El ciclo del S se retroalimenta.
CH3
CH3 –s+ – CH2 – CH2 – COO-DMSP
CH3 –s – CH3
DMS
VOLCANES
H2S
SO2 SO3 H2SO4
LLUVIA ÁCIDA
SO4
2-
H2S
DESCOMPONEDORES:
TRANSFORMANTES
O2O2 H2O
DESCOMPONEDORES:
MINERALIZADORES
LIXIVIACIÓN
SO42-
SULFATOS (ROCAS)
PRECIPITACIÓN
CICLO DEL AZUFRE II
Sulfuro de hierro:
pirita Carbón
petróleo
SO4
2-
H2S gaseoso
EL CICLO DEL AZUFRE
Sulfatos: SO42-
precipitación
Yesos
Suelos: SO42-
ProductoresConsumidores
H2S
Sulfuros de Fe
Carbones y petróleos
Pizarras y otras rocas con sulfuros
Erupciones volcánicas H2S a la atmósfera
SO2 a la atmósferaQuema de
combustibles fósilesSO3
H2SO4
EL CICLO DEL AZUFRE El principal almacén de sulfatos es la hidrosfera.
La transferencia entre la tierra y el océano es bastante lenta.
Por evaporación de lagos y mares poco profundos los sulfatos se depositan
formando yesos.
Los sulfatos son abundantes en los suelos, se pierden por lixiviado, pero son
repuestos por las lluvias.
Sólo plantas, bacterias y hongos incorporan directamente el sulfato.
SO42- SO3 H2S utilizable en la biosíntesis vegetal
Al morir los seres vivos liberan el sulfuro de hidrógeno a los demás subsistemas
terrestres.
En océanos profundos y lugares pantanosos el sulfato, en ausencia de oxígeno, se
reduce a H2S liberando oxígeno para la respiración de otros seres vivos.
El sulfuro puede alcanzar lugares oxigenados donde forma de nuevo sultato,
mediante proceso fotosintético o quimiosintético, en presencia o ausencia de luz y
por la acción de bacterias quimiosintéticas.
Los sulfuros pueden precipitar en forma de piritas. Pueden ser atrapados en
sedimentos arcillosos, carbones y petróleos.
AUTORREGULACIÓN DEL ECOSISTEMA
ECOSISTEMA MODELO => CERRADO (MATERIA)
ABIERTO (ENERGÍA)
HERBÍVOROS CARNÍVOROSPRODUCTORES - -
+ +
- -
Calor
Radiación solar
+
DESCOMPONEDORES
+
+ ++
+
AUTORREGULACIÓN
AUTORREGULACIÓN DEL ECOSISTEMA
• Un ecosistema modelo es:
Cerrado para la materia y abierto para la energía,
Siendo capaz de autorregularse y permanecer en
equilibrio dinámico durante largo tiempo.
Los humanos rompen el
autocontrol de los ecosistemas
para imponer el suyo propio.
Los ecosistemas naturales se
equilibran porque hay una
amplia gama de relaciones que
los regulan.
AUTORREGULACIÓN DEL ECOSISTEMA
Imagina un ecosistema
cerrado: el acuario
Tres eslabones: productores, herbívoros y
carnívoros
Bacterias descomponedoras
reciclan los nutrientes
Los bucles de realimentación negativa
estabilizan el sistema
Si sólo existieran algas
Crecimiento exponencialde la población
Escasez de nutrientesFactores limitantes
Extinción
El papel de los herbívoros
Evitan el crecimiento exponencial del alga
Rejuvenecen la poblaciónde algas al incrementarsu tasa de renovación
Enriquecen el medioen nutrientes,
a través del bucle dedescomponedores
El ecosistema es capaz de
autorregularse y permanecer en
equilibrio dinámico a lo largo del
tiempo
Si introducimos un pez rompemos el equilibrio,
habría que añadir comida y oxígeno
AUTORREGULACIÓN DEL ECOSISTEMA
ECOSISTEMA MODELO + PEZ =>
HERBÍVOROS CARNÍVOROSPRODUCTORES - -
+ +
- -
CalorRadiación solar
+
DESCOMPONEDORES
+
+ ++
+
NO AUTORREGULACIÓN
O2COMIDA
• BIOCENOSIS O COMUNIDAD: CONJUNTO DE
POBLACIONES INTERRELACIONADAS.
AUTORREGULACIÓN DE LA
POBLACIÓN I
CONJUNTO DE INDIVIDUOS MISMA ESPECIE
QUE VIVEN EN UN ÁREA Y TIEMPO DETERMINADO
Límite de carga (k)
Tiempo
Nº
individuos
(N)Crecimiento
exponencialCrecimiento
logístico
Resistencia ambiental
AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN
El estado estacionario es un equilibrio
dinámico que se manifiesta por fluctuaciones
en el nº de individuos en torno al límite de
carga
Cuando el potencial biótico ( r= TN – TM) es
máximo, el crecimiento es exponencial
Con el tiempo el crecimiento se ve limitado por la
resistencia ambiental que refuerza el bucle de
realimentación negativa de las defunciones, dando lugar
a curvas logísticas
Los factores que condicionan el tamaño de la población son el potencial
biótico r = (TN-TM),y la resistencia ambiental.
¿ Qué puede pasar cuando una población sobrepasa su capacidad de
carga ?
AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN
La RESISTENCIA AMBIENTAL viene marcada por un conjunto de factores que impiden que una población alcance su máximo potencial biótico
Factores externos:Bióticos:depredadores, parásitos, enfermedades,competidoresAbióticos: escasez, clima, catástrofes, hábitats, …
Factores internos:El aumento de la densidad de población afecta negativamente a los hábitos de reproducción
Pueden ser
• Territorio sin explorar r TN
• Resistencia ambiental r TM
AUTORREGULACIÓN DE LA
POBLACIÓN II
Potencial biótico r= TN-TM
Crecimiento
Explosivo. Curva en J
Crecimiento
Logístico . Curva en S
Conjunto factores que impiden que
una población alcance su máximo
potencial biótico
Factores externos
Factores internos
Bióticos: depredadores
parásitos..
Abióticos: cambio clima,
escasez alimentos,
catástrofes, gases….
Aumento densidad de
población => problemas
reproducción
AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN
r
+
TN+
TM-
RA
+
-+
- -
POBLACIÓN
Por la resistencia ambiental se producen
dos bucles de retroalimentación negativa
que afectan al potencial biótico y
controlan el nº de individuos
de la población
La resilencia es una medida de como el
sistema responde a una perturbación. Es la
habilidad del sistema a retornar a su
estado inicial después de una perturbación.
Si la resilencia es baja se entrará en un
nuevo estado.
Cuanto mayor es la resilencia del sistema
mayor perturbación puede afrontar el
sistema.
La resilencia en general es
considerada como positiva. Ejemplo
los bosques de Eucalipto en Australia
que tienen una alta resilencia porque
después de un fuego sus troncos
crean brotes y como las demás
especies han sido destruidas no
presentan competencia.
La resilencia también puede ser
considerada negativa, por ejemplo con
las bacteria patógenas resistentes a
antibióticos.
RESILENCIA DEL SISTEMA
Factores que afectan la resilencia de un ecosistema
http://www.gerrymarten.com/ecologia-humana/capitulo11.html
Mayor resilencia:
Cuanto mayor diverso y complejo es un ecosistema la resilencia aumenta puesto que hay
más interacciones entre las diversas especies.
Cuanto mayor diversidad genética en una especie.
Especies con una amplitud geográfica grande.
Cuanto más grande es el ecosistema, porque los animales pueden encontrase entre ellos y
hay menos efecto borde.
El clima tropical aumenta la resilencia porque la luz, la temperatura y el agua no están
limitados por lo que la tasa de crecimiento es alta, mientras que en el Ártico el crecimiento de
las plantas es bajo porque la fotosíntesis es baja.
La rapidez de reproducción. “r estrategas cuya reproducción es rápida pueden recolonizar el
sistema mejor que los k estrategas”.
Los humanos pueden eliminar o mitigar las amenazas del sistema (eliminar la contaminación,
reducir las especies invasoras) y esto produce como resultado mayor resilencia.
BIOCENOSIS ó COMUNIDADfactores bióticos del
ecosistemaAdaptaciones: Para ocupar un nicho
ecológico en un hábitat determinado
BIOCENOSIS ó COMUNIDADfactores bióticos del ecosistema
Las adaptaciones optimizan los factores limitantesdisponibles
Los factores limitantes: Son aquellos factores bióticos o abióticos que se encuentran en un valor crítico, determinando el máximo desarrollo que alcanza una población.
BIOCENOSIS ó COMUNIDADfactores bióticos del ecosistema
Las adaptaciones optimizan los factores limitantes disponibles
Veamos algunos ejemplos:
Factor limitante Adaptación
Sales minerales(nutrientes vegetales)
NITRATOS
Simbiosis entre leguminosa y Rhizobium
BIOCENOSIS ó COMUNIDADfactores bióticos del ecosistema
Las adaptaciones optimizan los factores limitantes disponibles
Veamos algunos ejemplos:
Factor limitante Adaptación
Presas
Camuflaje
BIOCENOSIS ó COMUNIDADfactores bióticos del ecosistema
Las adaptaciones optimizan los factores limitantes disponibles
Veamos algunos ejemplos:
Factor limitante Adaptación
Luz
Plantastrepadoras
BIOCENOSIS ó COMUNIDADfactores bióticos del ecosistema
Las adaptaciones optimizan los factores limitantes disponibles
Veamos algunos ejemplos:
Factor limitante Adaptación
Temperatura
Orejas de zorro
• Resistencia ambiental r TM
AUTORREGULACIÓN DE LA
POBLACIÓN III
Crecimiento
Logístico . Curva en S
TN TMr
P
RA
--
+
++
+
-
-
AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN
En cuanto a los valoresdel potencial biótico,
hay dos estrategias de reproducción
r estrategas
• Poseen un
potencial biótico muy
elevado (alta TN)
• Tienen muchas
crías que reciben
pocos cuidados
• Poca
supervivencia.
k estrategas
• Poseen un
potencial biótico bajo
(menor TN)
• Tienen pocas crías
que reciben muchos
cuidados
• Elevada
supervivencia.
• ESTRATEGIAS DE REPRODUCCIÓN:– r estrategas: r => TN => abandono => TM => insectos, peces
– k estrategas: TN => abandono => TM => mamíferos, encina. peces
AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN IV
rk
AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN
r estrategasEspecies que presentan elevada
fertilidad, su tasa de natalidad es
muy elevada (gran potencial
biótico) aunque su supervivencia
sea baja.
Son propias de ambientes
cambiantes o inestables, sometidas
a elevados índices de mortalidad,
que compensan con crecimientos
explosivos en períodos favorables.
Son especies oportunistas,
pioneras o colonizadoras que
basan su éxito en producir un gran
número de esporas, huevos, larvas
o juveniles aunque su mortalidad
sea muy elevada.
Nº
ind
ivid
uo
sTiempo
Supervivencia
Fecundidad
AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN
k estrategasEspecies que sitúan el número de
individuos por debajo de la
capacidad de carga K.
Priman la supervivencia por encima
de la fertilidad.
Son especies propias de ambientes
estables, muy adaptadas a ellos, en
general grandes y longevas.
Son especies muy territoriales, con
marcada organización social.Nº ind
ividuo
s
Tiempo
Supervivencia
Fecundidad
o Son muy EFICIENTES (Buenos resultados con poco gasto energético)
Presentan mecanismos de regulación social: no todos los individuos se
reproducen, son muy sensibles a cambios ambientales, etc.
AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN V
• Especies amenazadas: nº de individuos se han reducido hasta alcanzar un número crítico => peligro de extinción
• Valencia ecológica: intervalo de tolerancia de una especie respecto a un factor cualquiera del medio (luz, temperatura, humedad…) que actúa como factor limitante.
– Especies eurioicas: con valencia ecológicas de gran amplitud de tolerancia. Especies r estrategas => generalitas.
– Especies estenoicas: con valencia ecológica de pequeña amplitud de tolerancia. Especies k estrategas => especialistas.
Nº
individuos
Especie esteoica
Especie
eurinoica
Especie amenazada es aquella cuyo nº de individuos se reduce drásticamente
hasta llegar a una cifra crítica que las pone en peligro de extinción
AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN
Un incremento drástico de la RESISTENCIA AMBIENTAL
Amenaza para la supervivencia de una especie
AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN
La variación de un determinado factor abiótico regula el desarrollo
de una especie (su tasa de natalidad TN y su tasa de mortalidad
TM). De estos factores, siempre hay uno especialmente importante
que son los factores limitantes. Cada especie tiene sus factores
limitantes (climáticos, del suelo, de composición de las aguas….)
AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN
VALENCIA ECOLÓGICA es el
intervalo de tolerancia de una
especie respecto de un factor del
medio que actúa como factor
limitante
FACTORES:
Temperatura,
humedad,
nutrientes, pH, …
EstenoicasEstenoicasEurioicasEurioicas
AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN
Poseen valencias ecológicas de gran amplitud
para un determinado factor
Presentan límites de tolerancia estrechos para un determinado factor
Nº
ind
ivid
uo
sValor del factor
limitante
Valencia
ecológica
Estenoica
Euroica
El nº máximo de individuos no suele ser muy elevado
Son generalistas tolerantes con las variaciones del medio
Suelen ser estrategas de la r
Son muy exigentes con los valores deun determinado factor
En condiciones óptimas, el nº de individuos llega a ser muy elevado
Suelen ser k estrategasMuy especialistas responden de un modo muy eficaz ante las condiciones
que le son propicias
Actividad 3: Insecticida genérico en Borneo (1985)
contra el Anopheles, para combatir la malaria.
Mató otros muchos insectos:Moscas y cucarachas murieron envenenados los lagartos y los gatos que selos comían aumentó la población de ratas apareció la peste.Avispas aumentó la población de orugas se comieron las hojas de lostechos de las casas, que se cayeron.
a) Explicar la relación entre todos los seres vivos participantes. ¿Dequé dependía el tamaño de cada una de las poblaciones?
Dieldrín cucarachas lagartos gatos ratas pulgas peste
avispas orugas tejados de las casas
Es un caso de efecto dominó: el número de individuos dependía de otras poblaciones, que lo controlaban con bucles negativos.
a) Explicar la relación entre todos los seres vivos
participantes. ¿De qué dependía el tamaño de cada
una de las poblaciones?
Es un caso de efecto dominó: el número de individuos dependía de otras poblaciones, que lo controlaban con
bucles negativos.
b) ¿Qué factores provocaron el aumento de la resistencia ambiental que hizo
desaparecer algunas especies?
La pulverización con dieldrín, que hizo desaparecer a todas las especies menos
las ratas (que no tenían depredadores naturales).
c) ¿Qué factores de la resistencia ambientallimitaban el tamaño de laspoblaciones?
La existencia de depredadores. Al desaparecerlos depredadores (por falta de presas, losinsectos), las ratas aumentaron sunúmero de individuos exponencialmente.
d) ¿Qué nuevos problemas aparecieron por la intervención humana?
La peste y la caída de los techos de las casas.
FACTORES LIMITANTES BIÓTICOS
• DE LA PRODUCCIÓN PRIMARIA: plagas y parásitos.
• DE LA PRODUCCIÓN SECUNDARIA:
– INTERACCIONES INTRAESPECÍFICAS:
• Por el alimentos, el territorio o la pareja, contribuyen a la selección
natural => se reproducen los ejemplares más dotados.
• Hacinamiento desencadena procesos hormonales que disminuye la
tasa de natalidad.
• Migraciones intervienen en la regulación de la población.
– INTERACCIONES INTERESPECÍFICAS: el factor que controla el
crecimiento de las poblaciones es la disponibilidad de Producción Neta
=> organismos que sirven de alimentos.
• Depredación.
• Parasitismo.
• Competencia interespecífica y nicho ecológico.
Relaciones intraespecíficas I
Entre individuos de la misma especie
Asociación familiar Asociación gregaria Asociación colonial Asociación estatal
Son las que se establecen entre individuos de la misma especie . Pueden ser perennes , si la asociación dura toda la vida , o temporales si se mantienen durante un cierto periodo
de tiempo .
Estas relaciones pueden ser beneficiosas para los individuos , si éstos obtienen alguna ventaja o perjudiciales , si origina competencia por un determinado recurso como la luz,
espacio o el alimento.
Relaciones intraespecíficas II
Asociación familiar: Fines reproductivos
Relaciones intraespecíficas III
Asociación gregaria: Fines variados; defensa,alimentación, migración,..
Relaciones intraespecíficas IV
Asociación colonial: Unidos físicamente
esponjas
corales
Relaciones intraespecíficas V
Asociación estatal: jerarquía y reparto del trabajo
Relaciones intraespecíficas VI
Competencia: por los alimentos, las hembras, el rango dentro del grupo.., permite la selección de los más aptos y el fortalecimiento de la especie
RelacionesInterespecíficas I
Entre individuos de especies diferentes
Depredación: (+,-)
Parasitismo: (+,-)
Competencia: (-,-)
Comensalismo: (+,o)
Inquilinismo: (+,o)
Mutualismo: (+,+)
Mutualismo Simbiosis Competencia Parasitismo
Depredación Comensalismo Inquilinismo Amensalismo
+
─
+
+
+
+ ──
─
+
+
0
0+
─
0
AUTORREGULACIÓN DE LA COMUNIDAD
Parasitismo
Una especie, el parásito
(A), se beneficia de otra
especie, el huésped (B),
que sale perjudicado.
Beneficioso para A. Perjudicial para B.
Los virus son
parásitos
intracelulares
obligados.
Piojos, garrapatas,
pulgas en el exterior
del organismo
(ectoparasitismo).
Lombrices y tenía en
el interior del
organismo
(endoparasitismo).
Depredación
Una especie, el
depredador (A), se
alimenta de otra, la
presa (B).
Beneficioso para A. Perjudicial para B.
Carnívoros y sus
presas.
Herbívoros y su
alimento vegetal.
Inquilinismo
Una especie (A) se
beneficia aprovechando
el espacio que le
proporciona otra especie
(B) sin causarle
perjuicio.
Beneficioso para A. Indiferente para B.Pájaro que hace su
nido en un árbol
RELACIONES INTERESPECÍFICAS
AUTORREGULACIÓN DE LA COMUNIDAD
RELACIONES INTERESPECÍFICAS
Simbiosis
Ambas especies se
benefician
mutuamente pero no
pueden vivir
aisladas.
Beneficioso. Beneficioso.
Líquenes: alga +
hongo.
Bacterias del
intestino humano y
de otros mamíferos.
Comensalismo
Una especie (A) se
ve beneficiada
aprovechándose de
la comida sobrante
de la otra (B) sin
ocasionarle perjuicio
ni beneficio.
Obligatorio para A. Indiferente para B.Pez rémora y
tiburón.
RelacionesInterespecíficas II
Depredación: (+,-)
Modelo depredador – presa (+ -)
PRESA DEPREDADOR+
-
-
El bucle de realimentación negativo es estabilizador
La compañía peletera canadiense Hudson’s Bay Company durante décadas registraron las poblaciones de lince y liebre de las nieves
Crece la presa
Crece el depredador
Se inicia el descenso de la población de presas
No hay suficientes presas, disminuyen depredadores
La población de presas se recupera al disminuir los depredadores
Las fluctuaciones se observan con una diferencia temporal
Lockta y Volterra
RelacionesInterespecíficas III
presa depredadorencuentros
nacimientosnacimientos
defuncionesdefunciones
+
-
+
-
Depredador-presa: (+,-)
+ +
+
+
+
++
+
- -
RelacionesInterespecíficas IV
presa depredador
Depredador-presa: (+,-)
+
-
-
presa
depredador
Densidad
población
tiempo
RelacionesInterespecíficas V
Parasitismo: (+,-) Endo y ectoparásitos
RelacionesInterespecíficas VI
Hospedante Parásitoencuentros
nacimientosnacimientos
defunciones defunciones
+
-
+
-
Parasitismo: (+,-)
--+
+
+
+
+ +
++
RelacionesInterespecíficas VII
Competencia: (-,-): Por un nicho ecológico
Buitre leonadoQuebrantahuesos
Resuelta
Buitre leonado Y Buitre negro
Sin resolver
AUTORREGULACIÓN DE LA COMUNIDAD
Competencia (C) y nicho CompetenciaInterespecífica
Si dos especies compiten por un mismo recurso que sea limitado, una
será más eficiente que la otra en utilizar o controlar el acceso a dicho
recurso y eliminará a la otra en aquellas situaciones en las que puedan
aparecer juntas. (G.F. Gause)
Principio de exclusión competitiva
Competencia (C) y nicho
Mismo nicho ecológico, distinto hábitat. Mismo hábitat, distinto nicho ecológico.
RelacionesInterespecíficas VIII
Encuentros 1 Encuentros 2
Presa
depredador 2depredador 1
defunciones
+
-
+
-
Competencia y Nicho: (-,-)
+
-+
+
+
++
+
+
+
nacimientos nacimientos
+
nacimientos
++
defuncionesdefunciones
+
-
--
+
-
+
Sumo 2 bucles negativosBucle + que provoca
la desaparición del
depredador peor adaptado
RelacionesInterespecíficas IX
Comensalismo: (+,o)
RÉMORA TIBURÓN
AUTORREGULACIÓN DE LA COMUNIDAD
Comensalismo (+ o)
Ejemplo: Comensalismo de buitres y grandes carnívoros.
Hay implicados 3 individuos. La relación entre el león y la gacela es dedepredación.
Al buitre le afectan los encuentros entre la gacela y el león. No caza, sino que selo encuentra ya cazado.
El león es depredador de la gacela, es decir, controla su población (afecta a sutasa de mortalidad). El buitre no controla la población de gacelas.
El buitre sale beneficiado de la relación entre el león y el buitre, y para el león esindiferente.
RelacionesInterespecíficas X
Inquinilismo: (+,o)
Anémona ( o )
Pez payaso (+)(“ Nemo ”)
RelacionesInterespecíficas XI
Mutualismo: (+,+) : Cuando la relación es obligada se denomina simbiosis, este es el caso de los líquenes; simbiosis entre alga unicelular y hongo.
liquen ermitaño + anémona
Rhizobium (bacteria) vive
en los nódulos de las
raíces de las
leguminosas. Absorben
el nitrógeno atmosférico
para transformarlo
en nitratos para
la planta. La
planta a la bacteria
el azúcar obtenido
durante la fotosíntesis.
Micorrizas hongos vive
en las
raíces de los
Árboles. Aportan a la planta
fosfatos. La
planta al hongo el azúcar
obtenido
durante la fotosíntesis.
http://2.bp.blogspot.com/_RYqu7DyUOuM/SagiKyeQuNI/AAAAAAAAACM/jk_
KdkkGfQw/S1600-R/micorriza.jpg
Las anémonas y el pez
payaso.
Los tentáculos de las
anémonas protegen al pez de
los depredadores, y el pez
proporciona alimento a la
anémona a través de sus
heces.
http://ciberdroide.com/AcuBioMed/wp-
content/uploads/2012/01/Nemo.jpg
AUTORREGULACIÓN DE LA COMUNIDAD
Mutualismo (+ +)
Ejemplo de mutualismo: garcilla y rinoceronte.
Participan 3 organismos: las garcillas se comen los ácaros que molestan al rinoceronte. La relación entre los ácaros y el
rinoceronte es parasitismo. La relación entre la garcilla y los ácaros es de depredación.
RelacionesInterespecíficas XII
• SIMBIOSIS (+,+):
ALGA HONGO
NACIMIENTOS NACIMIENTOS
DEFUNCIONES DEFUNCIONES
++ +
+
+
+ +-- --
AUTORREGULACIÓN DE LA COMUNIDAD
Actividad 9: gráfica con oscilaciones en la vegetación, la población de liebres, de perdices y de
linces.
a) ¿Por qué hay tiempo entre las oscilaciones deproductores y del resto de niveles?
Es el tiempo de respuesta: tras el aumento de lapoblación presa, para que aumente la población deldepredador debe pasar un tiempo de reproducción.
AUTORREGULACIÓN DE LA COMUNIDAD
Actividad 9: gráfica con oscilaciones en la vegetación, la población de liebres, de perdices y de
linces.
b) Análisis de las relaciones causales:
• Perdiz-liebre:
• Liebre-lince:
Competencia, si escasea el alimento.
Depredación.
AUTORREGULACIÓN DE LA COMUNIDAD
Actividad 9: gráfica con oscilaciones en la vegetación, la población de liebres, de perdices y de
linces.
c) ¿Qué ocurre si se caza el lince hasta extinguirlo?
Aumentarían exponencialmente las poblaciones de perdiz y de liebre, hasta alcanzar un nuevo límite de carga marcado por la vegetación.
AUTORREGULACIÓN DE LA COMUNIDAD
Actividad 9: gráfica con oscilaciones en la vegetación, la población de liebres, de perdices y de
linces.
d) ¿Cuáles serían las consecuencias de introducirconejos en el territorio?
Competirán con las liebres: son más voraces y másprolíficos (su r es mayor). Acabarían con la hierba ydesaparecerían los otros herbívoros. El lince comería sóloconejos.
CONCEPTO DE ESPECIE
Grupo de organismos capaces de reproducirse entre sí produciendo
una descendencia fértil
Especies amenazadas: nº deindividuos se han reducidohasta alcanzar un númerocrítico => peligro de extinción
Valencia ecológica: intervalo detolerancia de una especierespecto a un factor cualquieradel medio (luz, temperatura,humedad…) que actúa comofactor limitante.
Especies eurioicas: convalencia ecológicas de granamplitud de tolerancia.Especies r estrategas =>generalitas.
Especies estenoicas: convalencia ecológica depequeña amplitud detolerancia. Especies kestrategas => especialistas.
Especie estenoicaNº
individuos
Especie
eurioica
curva de Gauss
Para cada factor limitante , cada especie presenta una zona o rango de tolerancia definida por
unos límites de tolerancia a partir de los cuales los individuos mueren y una zona óptima
donde su crecimiento es máximo.
Las especies eurioicas toleran un rango muy amplio de valores
para un factor ambiental , mientras que las especies estenoicas
admiten variaciones muy limitadas.
HÁBITAT Y NICHO ECOLÓGICO
Hábitat: “domicilio” lugar donde unaespecie, desarrolla su actividad.
El hábitat de una especie(no es lo mismo que biotopo pues éste se refiere a una comunidad)
Es el lugar físico que ocupa en el ecosistema y que reúne las
condiciones necesarias para que pueda vivir él .
El hábitat del abedul son zonas frías y húmedasEl hábitat de la carpa son lagunas o zonas del río
de corriente débil , fondo poco profundo y
abundantes algas
HÁBITAT Y NICHO ECOLÓGICO
Nicho ecológico: “oficio”de una especie, dentro delecosistema. Recursos queexplota. Forma de obtenerla materia y energía de laespecie.
“Conjunto de circunstancias,relaciones con el ambiente,conexiones tróficas yfunciones ecológicas quedefinen el papeldesempeñado por unaespecie de un ecosistema”
Algunas poblacionespueden compartir hábitatpero no nicho ecológico.
HÁBITAT Y NICHO ECOLÓGICO
Garzas:
Hábitat: pantano
Nicho ecológico: tipode vivienda, lugar deanidación, época decelo, formas dealimentación, etc…
“cada especie de garzatiene un nichoecológico diferente delresto de garzas con lasque comparte elhábitat”
NICHO ECOLÓGICO: Parte del hábitat ocupada por una especie y los
recursos existentes en ella. El nicho ecológico de un organismo no solo
depende de dónde viva sino también de la función que cumple en el
ecosistema.
HÁBITAT Y NICHO ECOLÓGICO
Nicho potencial (ideal o fisiológico,fundamental): satisface todas lasnecesidades de una determinada especie. Esprácticamente inalcanzable en ambientesnaturales.
Nicho ecológico, efectivo (real): el ocupadopor una especie en condiciones naturales.
Especies vicarias: cuando dos especies quecomparten el mismo nicho ecológico viven enzonas geográficas muy alejadas. Ejemplo:vaca, canguro, bisonte.
NICHO POTENCIAL Y NICHO REAL
El grado de solapamiento de nichos dentro de una comunidad
nos da información sobre el grado de competencia por un
recurso
NICHO POTENCIAL Y NICHO REAL
Las interacciones entre los
individuos de una comunidad
determina que se distinga
entre el nicho potencial y el
nicho real
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Biodiversidad
• Riqueza o variedad de las especies de un ecosistema yla abundancia relativa de los individuos de cadaespecie.
• Actualmente el termino engloba tres conceptos:
– Variedad de especies que existen en la tierra: variedad y
cantidad.
– Diversidad de ecosistemas en nuestro planeta.
– Diversidad genética.
“ A lo largo de la historia de la vida, han existido cinco extincionesmasivas, que han provocado bruscas caídas de labiodiversidad: las especies k estrategas se extinguieron, sólolas r estrategas sobrevivieron”
Riqueza o variedad de especies de un ecosistema y la
abundancia relativa de los individuos de cada especie
Importa tanto la variedad
como la cantidad de
individuos de cada especieBiodiversidad
(Río de
Janeiro, 1992)
Variedad de especies
que hay en la Tierra
Diversidad de
ecosistema del planeta
Ecosistemas terrestres y
acuáticos
Diversidad genética
Los genes de los individuos
permiten la evolución, se
enriquecen por cruzamiento y
permiten su adaptación
BIODIVERSIDAD
biodiversidad
• Importancia:
especies => relaciones => autorregulación => estabilidad
“ Ventaja: ante una perturbación ( introducción nueva especie o
extinción de una especie) el ecosistema con mayor diversidad => más
posibilidad de amortiguar los efectos de la perturbación y alcanzar el
equilibrio”
Cada especie es el resultado de millones de años de evolución y cada una
es única e irrepetible, posee un bagaje genético que le permite ocupar un
nicho ecológico determinado
La diversidad biológica da estabilidad al ecosistema, debido al alto nº de
relaciones causales que se dan entre las especies
Las especies raras son importantes, ante la variación de condiciones
ambientales podrían ampliar su nicho ante la extinción de especies
dominantes aumento de la estabilidad del ecosistema
BIODIVERSIDAD
Cambios en las condiciones medioambientalesExtinción de especies
Sobre todo k estrategas
5 extinciones masivas
Finales del Ordovícico: trilobites y otros
Finales del Devónico: trilobites y otros
Finales del Paleozoico: casi todas las especies
Finales del Triásico: reptiles
Finales del Cretácico: dinosaurios
Índice de extinción
Una especie cada 500 –1000 años
BIODIVERSIDAD
Aumento de la
población
PROBLEMA de la
pérdida de la
BIODIVERSIDAD
Incremento del
uso de recursos
Cuyas causas se
resumen en
SobreexplotaciónSobreexplotación Alteración y
destrucción de
hábitats
Alteración y
destrucción de
hábitatsDeforestación con fines
madereros,
sobrepastoreo, caza y
pesca, coleccionismo y
comercio ilegal de
especies protegidas
Introducción y
sustitución de
especies
Introducción y
sustitución de
especies
Cambios en el uso del
suelo, extracción masiva
del agua, fragmentación
de hábitats naturales,
construcción de obras
públicas, contaminación
del agua y el aire, cambio
climático e incendios
Introducción de
especies foráneas y
sustitución de especies
naturales por otras
obtenidas por selección
artificial
BIODIVERSIDAD
Medidas para evitar la pérdida de biodiversidad.
Proteger las áreas geográficas de especies amenazadas: crearespacios protegidos.
Realizar estudios sobre el estado de los ecosistemas.Como los indicadores PER (Presión, estado, respuesta): laHuella ecológica y el Índice del Planeta Viviente.
Decretar y respetar las leyes promulgadas para lapreservación de especies y ecosistemas (ConvenioCITES).
Crear bancos de genes y de semillas de las especiesamenazadas.
Fomentar el turismo ecológico y la educación ambiental.
Principales amenazas para la biodiversidad
1. Destrucción y fragmentación del hábitat.
La Unión Mundial para la Conservación de la Naturaleza (IUCN) estima que alrededor del 85% de las especies en
peligro están en esta condición debido a la pérdida de su hábitat.
Conversión a la agricultura
Casi todas las prácticas agrícolas requieren la eliminación de la vegetación original y su reemplazo por cultivos y
animales domesticados.
Prácticas forestales
Desde hace siglos, los bosques han sido eliminados para obtener combustible, materiales de construcción, para
despejar el terreno para la agricultura, etc. Estas prácticas se conocen como deforestación, concepto que se
refiere a la destrucción de gran parte de la tierra boscosa. Por otro lado, además de servir como cobijo a
animales y plantas, los bosques proporcionan muchos otros servicios al ecosistema, modificando el clima,
reduciendo la incidencia de inundaciones y protegiendo al suelo de la erosión. Las plantas mantienen también el
agua en las superficies, por lo que reducen el índice de desbordamientos. Al disminuir, una mayor cantidad de
agua penetra en el suelo, recargando los acuíferos.
Pastizales y prácticas de pastoreo
Eliminan específicamente ciertas especies de plantas, bien por ser venenosas o bien por no servir de alimento para los
animales. En otros casos, se producen persecuciones y matanzas de la fauna nativa, si ésta representa una
amenaza para el ganado; es el caso de predadores o de otras especies que pueden transmitir enfermedades al
ganado.
Pérdida del hábitat en los ecosistemas acuáticos
El método más utilizado para recolectar peces y mariscos que viven en profundidad es el que utiliza las redes de
arrastre, produciendo una pérdida total de l ecosistema. Los lagos y ríos son modificados para la navegación,
irrigación, control de inundaciones, generación de energía y para la práctica de deportes acuáticos, lo que altera
la cantidad y especies de organismos acuáticos presentes en una zona.
Principales amenazas para la biodiversidad
Conversión del territorio a urbano y uso industrial
Una gran proporción de áreas urbanas está cubierta por superficies impermeables que impiden el crecimiento de
las plantas y desvían el agua de las lluvias a corrientes locales.
2.Sobreexplotación de especies.
El ser humano, como especie omnívora, utiliza especies de lo más variadas para su alimentación, aunque en
muchas ocasiones son utilizados con otros los fines. Es el caso de muchas plantas y animales, que se usan como
decoración, flores que son cortadas, pieles de animales que son utilizadas como vestidos; incluso algunas partes
de animales son utilizadas por sus supuestas cualidades afrodisíacas.
Entre las actividades que provocan un mayor impacto a la biodiversidad se encuentran la pesca excesiva e
incontrolada por parte de las industrias pesqueras, la recolección no sostenible de especies marinas y
dulceacuícolas, y la captura para el comercio de la acuariofilia.
3.Introducción de especies exóticas y enfermedades.
Muchas especies llegan de manera accidental, como polizones en materiales importados, otras directamente son
introducidas por el hombre. Aunque muchas especies exóticas no prosperan en las nuevas áreas, algunas lo han
hecho a costa de las especies autóctonas, compitiendo con ellas por los recursos alimenticios, cazándolas, o
introduciendo parásitos que provocan enfermedades a las que éstas no pueden hacer frente.
La introducción de especies exóticas es especialmente dañina en los ecosistemas insulares, ya de por sí muy
frágiles. Es el caso de las ratas, que han provocado en muchas islas un impacto importante sobre la anidación de
las aves, ya que se comen sus huevos y matan a sus crías.
Los ecosistemas de agua dulce también se han visto afectados de manera radical por las introducciones
accidentales de especies como el mejillón cebra o el cangrejo americano. En el caso del mejillón su presencia
tiene tres impactos principales, ya que atasca las tuberías de las plantas de tratamiento de aguas, establece sus
colonias sobre las de los mejillones nativos, ocasionándoles la muerte, y altera los ecosistemas al filtrar
demasiado plancton y permitir que crezcan más plantas acuáticas.
C
A
S
O
E
S
P
A
Ñ
O
L
• Funciones:
– Contribución a mantener los niveles de gasesen la atmósfera y el equilibrio de los ciclosbiogeoquímicos.
– Influencia en el establecimiento del flujo deenergía y reciclado de la materia (formaciónde suelos).
– Intervención en la regulación de los climas.
– Factor fundamental en el equilibrio yestabilidad de los ecosistemas.
biodiversidad
SUCESIÓN ECOLÓGICA
• Cambios producidos en los ecosistemas a
lo largo del tiempo.
arena Bacterias, hongos,
Musgos, líquenes
Suelo formado
Hierbas anuales
Suelo formado
Hierbas anualesHierbas
perennesArbustosÁrboles
Proceso dinámico Interacciones entre factores bióticos y abióticos Se produce a lo largo del tiempo Da lugar a formación de ecosistemas complejos y estables
SUCESIÓN ECOLÓGICA
Sucesión ecológica
Tipos:
• Sucesiones primarias: parten de un terrenovirgen:– Rocas.
– Dunas.
– Islas volcánicas.
• Sucesiones secundarias: cuando seconserva parcialmente o totalmente el suelo.– Erupción volcánica.
– Incendio.
– Catástrofes provocadas por el hombre.
Sucesión ecológica
• REGRESIÓN: proceso inverso a la
sucesión:
Causas naturales (erupción volcánica o un cambio
climático)
Causas provocadas por el hombre
ALGUNAS REGRESIONES PROVOCADAS POR LA HUMANIDAD
Explotación de los
ecosistemas por
el ser humano
Sobrestima su
capacidad de
autorregulación
ProblemasProblemas
Deforestación Incendios forestales
Introducción de
nuevas especies
ALGUNAS REGRESIONES PROVOCADAS POR LA HUMANIDAD
Deforestación
Tras abandonar un cultivo, larecuperación es más fácil si habíavegetación autóctona en loslindes (como en la agriculturatradicional).
Es más fácil la recuperación (trasuna tala masiva) de un bosquetemplado que de una selvatropical, pues en el caso de laselva casi no hay materiaorgánica en el suelo pues ladescomposición es muy rápida.Tras la tala se forman lateritas(costras rojas).
En el caso de un bosquetemplado hay más materiaorgánica en el suelo, pues sedescompone más lentamente,con lo que el suelo sigue fértil yes más fácil recuperar el bosque.
ALGUNAS REGRESIONES PROVOCADAS POR LA HUMANIDAD
Incendios forestales
Son beneficiosos si sonnaturales, pues rejuvenecen elbosque, controlan elcrecimiento de la vegetación eimpiden otros incendiosmayores.
Muchos incendios repetidosdestruyen el humus (capasuperior del suelo, rica enmateria orgánica), con lo quese puede perder el suelo porerosión.
Hay especies pirófilas, que seven favorecidas por losincendios, pues son lasprimeras en colonizar lascenizas (pinos, jaras).
La longitud de la sucesiónsecundaria depende de: la magnitud del incendio el estado del suelo la existencia de semillas
resistentes en el suelo.
ALGUNAS REGRESIONES PROVOCADAS POR LA HUMANIDAD
Introducción de
nuevas especiesDesplazan a las autóctonas y
alteran el ecosistema.
Caulerpa taxifolia.Alga invasora en elMediterráneoprocedente de unacuario de Mónaco.
Desplaza a todas lasplantas y algasautóctonas, y no sirvede cobijo ni alimento aninguna otra especie,pues es tóxica.
ALGUNAS REGRESIONES PROVOCADAS POR LA HUMANIDAD
Introducción de nuevas especies
Las autoridades australianas ya no saben quéhacer con ellos para evitar la competencia que le hacen a los marsupiales como los bandicuts y ualabíes, algunas de cuyas especies ya están
cercanas a la extinción.
Los conejos son una plaga especialmente dañina en Australia,donde son cientos de miles, y siguen aumentando al no tenerdepredadores naturales. Todos descienden de unas pocas parejasliberadas a finales del siglo XIX en el sureste de la isla.
ALGUNAS REGRESIONES PROVOCADAS POR LA HUMANIDAD
La introducción del zorro rojo se convirtió en un nuevoproblema porque este animal se ha inclinado por cazar losmarsupiales, más lentos, en lugar de los conejos.
El desarrollo artificial de la mixomatosis se ha convertidoen una catástrofe para las poblaciones de conejos de otroslugares donde no son una plaga, especialmente en Europa,lo que ha afectado a la cadena trófica.
En Australia se ha llegado a sugerir la importación deldiablo de Tasmania, hoy extinto fuera de su isla, paracombatirlos. De momento continúan las batidas.
Introducción de nuevas especies
ALGUNAS REGRESIONES PROVOCADAS POR LA HUMANIDAD
El cercado tiene 1,80m de alturay se introduce otros 30 cm en elterreno. Fue construida en 1880con el objetivo de controlar laspoblaciones de conejos pero,resultó inútil.
En 1914, fue adaptada para ser"a prueba de dingos" (unaespecie de perros salvajes). Suobjetivo es proteger los rebaños
de ovejas del sur de Queensland.
The Dog Fence.
ALGUNAS REGRESIONES PROVOCADAS POR LA HUMANIDAD
Ganado doméstico enAustralia.
No había descomponedores parasus heces, que estropeaban losprados. Introdujeronescarabajos coprófagos.
Eucaliptos introducidos enotras partes del planeta.
No hay bacterias que degradensus hojas, que se acumulan sindescomponerse e impiden elcrecimiento de otras plantas.
ALGUNAS REGRESIONES PROVOCADAS POR LA HUMANIDAD
Cangrejo americano (Procambarus clarkii)
El cangrejo americano ha puesto en grave riesgo al cangrejo autóctono,
pero además afecta a otras especies, como anfibios y peces, así como
daños en los cultivos. Se introdujo en Europa en los años treinta del
siglo XX para consumo humano. A España, llegó en 1974 con el mismo
fin. Escapó y su expansión ha sido imparable.
ALGUNAS REGRESIONES PROVOCADAS POR LA HUMANIDAD
Mejillón cebra (Dreissena polymorpha)
Recibe este nombre por sus rayas oscuras y blancas. Es natural de
los mares Negro y Caspio. Se detectó por primera vez en 2001, en
Cataluña, en el bajo Ebro, pero ya se ha extendido de forma rápida a
otras comunidades. Provoca la disminución de la diversidad
biológica en los ecosistemas que invade y daña todo tipo de
construcciones hidráulicas. En Estados Unidos, ha causado, en diez
años, pérdidas por valor de 1.600 millones de euros.
Actividad : Tala total o parcial (quema depequeñas áreas) de selva tropical.
a) ¿Qué regresión es mayor?
En la tala total se arrasa totalmente el suelo, que pierde lamateria orgánica y se erosiona. Cuesta mucho volver arecuperarlo.
Actividad 12: Tala total o parcial (quema de pequeñas áreas) de selva tropical.
Selva tropical Bosque templado
Materia orgánica en el suelo
Muy escasa Muy abundante
Descomposición de la materia orgánica
Rápida (favorecida porlas altas tª y humedad)
Lenta (dificultada por lasbajas tª y pocahumedad)
Efecto de la tala sobre el suelo
Empobrecimiento total,se forman costras rojas
El suelo sigue fértil añosdespués de talar
Necromasa Poca Mucha
Nutrientes Están en la vegetaciónprincipalmente
Están en el sueloprincipalmente
b) Comparación entre selva tropical y bosque templado.
Sucesión ecológica
• Cambios observados en los ecosistemas:– La biodiversidad : comunidad clímax (máximo número de
especies).
– La estabilidad : relaciones entre especies muy fuertes.
– Se pasa de especies “r estrategas” (oportunistas) a “k estrategas”(especialistas).
– Nº nichos : las especies “r” son expulsadas por las “k”=>aparece una especie para cada nicho.
– La productividad : en una comunidad clímax (máximo número deespecies) estado de máxima biomasa y mínima tasa derenovación.
– Desarrollo del suelo maduro (con todos los horizontes y cada vezmás fértil).
Selva tropical: – comunidad clímax
– Ecosistema cerrado : la materia se recicla con rapidez (por los descomponedores y se almacena en forma de biomasa)
Evolución deparámetros tróficos
La productividad disminuyeMáxima biomasa.
Reglas generales de las sucesiones
La diversidad aumentaComunidad clímax con un gran nº de
especies
La estabilidad aumentaRelaciones múltiples y fuertes
en la biocenosis.Se crean Suelos maduros
Cambio de unas especies por otrasDe especies pioneras oportunistas
colonizadoras (r estrategas)
A especies más exigentes y especialistas (k estrategas)
El nº de nichos aumentaEspecies r sustituidas por las k
Al final una especie por cada nicho y mayor nº de nichos
Sucesión ecológica
• Producción Neta del Ecosistema (PNE).
PNE = PPB - (Ra + Rh).
• Si la PNE >0 (sobran intereses)=> ecosistema etapa juvenil => sobra producción => se admiten nuevas especies.
Etapas juveniles => diversidad de especies => la diversidad de relaciones, hábitats, nichos, así como
la estabilidad del ecosistema.
la dinámica general es el aumento de la biodiversidad.Como la tasa fotosintética es mayor que la de respiración, la cantidad de dióxido de carbono absorbido es mayor que la emitida; estos ecosistemas funcionan como sumideros de
dióxido de carbono.
Sucesión ecológica
Si la PNE = 0 (no sobran intereses)=> ecosistema en fase demadurez o clímax.
No sobra producción => se detiene el crecimiento de biomasa delas poblaciones (alcanzan su capacidad de carga) y el incrementode diversidad. Alcanza su capacidad de carga global y la máximabiodiversidad y estabilidad.
A pesar de alcanzar su máxima capacidad => la dinámica delecosistema no se detiene => las poblaciones puedenexperimentar fluctuaciones => nuevas especies pueden entrar enel ecosistema => ocurre la extinción de alguna anterior.
El equilibrio dinámico => la totalidad de la producción esconsumida, no hay ahorro, y los intereses se gastan en sutotalidad. De esta forma el ecosistema se autorregula.
La fotosíntesis se iguala a la respiración y el dióxido de carbono fijado viene a ser igual al expulsado, por lo que estos ecosistemas no actúan
como sumideros de la contaminación por este gas.
Sucesión ecológica
Si la PNE < 0 (no solamente se consumen los intereses, sino también el capital) => ecosistema en regresión.
El ecosistema se perturba fuertemente( intervención humana) =>consumo > PPB => biomasa => desaparecen especies(pérdida de biodiversidad) => relaciones, hábitats y nichos =>ecosistema disminuye su capacidad de carga global y se vuelvecada vez más frágil => erial.
Un ejemplo de degradación lo constituye el excesivo pastoreocomo está ocurriendo actualmente en los países africanos delSahel, donde el bosque y la sabana están transformándose enecosistemas áridos o desérticos. Así mismo, algunos parquesnacionales africanos, desregulados por la acción humana, hansido arrasados por poblaciones de elefantes que hansobrepasado la capacidad de carga de dichos parques.
En esta etapa de degradación la respiración supera a la fotosíntesis y se emite más dióxido del que se absorbe.
Bibliografía
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http://cienciassobrarbe.wordpress.com/2011/05/19/bioacumulacion/.