= OECOLOGIE

OIKOS (griego: casa) LOGIA (estudio de..)ECOLOGÍA = +

“La ciencia que estudia las relaciones, la distribución y la abundancia de los organismos, o grupos de organismos en un ambiente determinado”

NIVELES DE ORGANIZACIÓN BIOLOGICO Y UNIDADES DE LA ECOLOGIA

Cada nivel está formado por componentes bióticos y abióticos

interactuantes

INDIVIDUOS: Cada especie biológica se representa en un momento y lugar determinado y cumplen con el ciclo de vida

POBLACIÓN = grupo de individuos de la misma especie que ocupa un área determinada y que potencialmente pueden reproducirse.

COMUNIDAD:

Conj unto de poblaciones de diferentes especies que interactúan en un lugar y momento determinado

ECOSISTEMA Sistema formado por

factores bióticos y abióticos que ocurren en un momento y lugar determinado.

También es definido como comunidad + ambiente físico

Los diferentes tipos de ecosistema de la tierra forman y definen a la cubierta viva de la tierra o BIOSFERA

¿Qué elementos caracterizan un ecosistema?

• Está caracterizado por las interacciones entre los componentes vivos (bióticos) y no vivos (abióticos), conectados por:

• 1) un flujo unidireccional de energía desde el Sol a través de los autótrofos y los heterótrofos , y 2) un reciclamiento de elementos minerales y otros materiales inorgánicos.

Flujo de la energía en el E.S

• El flujo de energía a través de los ecosistemas es el factor más importante en su organización. El paso de energía de un organismo a otro ocurre a lo largo de una cadena trófica o alimentaria, o sea, una secuencia de organismos relacionados unos con otros como presa y predador.

LA ENERGÍA SOLAR• La vida en la Tierra depende de la

energía del Sol, que es también responsable del viento y del conjunto de condiciones meteorológicas.

• Cada día, año tras año, la energía del Sol llega a la parte superior de la atmósfera terrestre. Sin embargo, a causa de la atmósfera, sólo una pequeña fracción de esta energía alcanza la superficie terrestre y queda a disposición de los organismos vivos.

Estructura de la Atmósfera

• La atmósfera que se encuentra sobre la superficie terrestre y a través de la cual ingresa la energía solar consiste en cuatro capas concéntricas que se distinguen por sus diferentes temperaturas

• La vida transcurre en la primera de esta capas: la tropósfera

Función de la Atmósfera

• Actúa como un filtro para las radiaciones electromagnéticas que emite el sol:

• Impide el paso de las radiaciones de longitud corta (ultravioleta).

• Deja pasar libremente las radiaciones de longitud intermedia (espectro visible)

• Deja salir con relativa facilidad las radiaciones de longitud mayor (radiaciones calóricas)

Fijación de la energía en el E.S.• La energía lumínica es capturada por los organismos fotosintéticos quienes

la usan para formar carbohidratos y oxígeno libre a partir del dióxido de carbono y del agua, en una serie compleja de reacciones.

• En la fotosíntesis, la energía lumínica se convierte en energía química y el carbono se fija en compuestos orgánicos.

• La ecuación generalizada para este proceso es:CO2 + H2O + energía lumínica => (CH2O) + H2O + O

• El flujo de energía a través de los ecosistemas es el factor más importante en su organización.

• Este paso de energía de un organismo a otro ocurre a lo largo de una cadena trófica o alimentaria, o sea, una secuencia de organismos relacionados unos con otros como presa y predador.

Adaptaciones para fijar la energía.

• La unidad estructural de la fotosíntesis en los eucariotas fotosintéticos es el cloroplasto .

• Dentro del cloroplasto se encuentran las membranas tilacoides, una serie de membranas internas que contienen los pigmentos fotosintéticos (clorofila).

• Cada tilacoide tiene habitualmente la forma de un saco aplanado o vesícula.

Liberación de la energía fijada en la fotosíntesis.

• La materia orgánica rica en energía se degrada en una serie de pequeños (fase catabólica del metabolismo, respiración celular) pasos por medio de enzimas, una proporción significativa de la energía contenida en la molécula vuelve a empaquetarse en los enlaces fosfato de las moléculas de ATP y la restante se convierte en calor que se pierde hacia el espacio exterior.

• El ATP, es utilizado para realizar los procesos biológicos de cada individuo

Flujo de la energía en el E.S.• De la energía solar que alcanza la superficie de la Tierra, una

fracción muy pequeña es derivada a los sistemas vivos.

• Aproximadamente entre el 1 y el 3% es captada en la fotosíntesis .

• Aun así, una fracción tan pequeña como ésta puede dar como resultado la producción –a partir del dióxido de carbono, el agua y unos pocos minerales– de varios millares de gramos (en peso seco) de materia orgánica por año en un solo metro cuadrado de campo o de bosque, un total de aproximadamente 120 mil millones de toneladas métricas de materia orgánica por año en todo el mundo.

Flujo unidireccional de la E

• Este diagrama muestra el flujo unidireccional de energía y el reciclado de materiales. PG = producción bruta; PN = producción neta; P = producción heterotrófica; R = respiración

La cadena trófica y la energía• El paso de energía de un organismo a otro ocurre a lo largo de

una cadena trófica o alimentaria .

• Esta consiste en una secuencia de organismos relacionados unos con otros como presa y predador . El primero es comido por el segundo, el segundo por el tercero y así sucesivamente en una serie de niveles alimentarios o niveles tróficos.

• En la mayoría de los ecosistemas, las cadenas alimentarias están entrelazadas en complejas tramas, con muchas ramas e interconexiones.

• La relación de cada especie con otra en esta trama alimentaria es una dimensión importante de su nicho ecológico.

¿Cuántas cadenas alimentarias puedes reconocer en esta trama?

Niveles tróficos de la cadena alimentaria: Productores

• En la cadena alimentaria el, productor primario habitualmente es una planta; en ecosistemas acuáticos, habitualmente, un alga.

• Estos organismos fotosintéticos usan energía lumínica para hacer carbohidratos y otros compuestos, que luego se transforman en fuentes de energía química.

Consumidores

• Consumidores primarios son los que se alimentan de vegetales.

• Consumidores secundarios son los seres que se alimentan de los consumidores primarios, y así sucesivamente.

Descomponedores o reductores

• Las cadenas alimenticias siempre terminan con los descomponedores, seres generalmente pequeños, como los hongos, bacterias y seres vivos microscópicos (protozoarios).

• Los descomponedores desintegran restos de materia orgánica, o a seres muertos en descomposición, sin importar si son productores (autótrofos) o consumidores (heterótrofos) y los dejan en condiciones de ser asimilados nuevamente por los productores

Pirámides Ecológicas• El flujo de energía con grandes

pérdidas en cada pasaje al nivel sucesivo puede ser representado en forma de pirámide.

• Una proporción relativamente pequeña de la energía del sistema es transferida en cada nivel trófico.

• Gran parte de la energía se invierte en el metabolismo y se mide como colorías perdidas en la respiración

¿Por qué la energía disminuye a medida que pasa por los niveles

tróficos?

Pirámide de Número

• Pirámides numéricas para a) un ecosistema de pradera graminosa en la que el número de productores primarios (gramíneas) es grande y b) un bosque templado en el que un solo productor primario, un árbol, puede soportar a un número grande de herbívoros.

Pirámide de Biomasa• Pirámides de biomasa para:• plantas y animales de un campo (a)• plancton para una zona marina (b)

• Estas pirámides reflejan la masa presente en un momento dado; de aquí, la relación aparentemente paradójica entre el fitoplancton y el zooplancton

• Dado que la tasa de crecimiento de fitoplancton es mucho más alta que la zooplancton, una pequeña biomasa de fitoplancton puede suministrar alimento para una biomasa mayor de zooplancton .

• Al igual que las pirámides de números, las pirámides de biomasa indican sólo la cantidad de material orgánico presente en un momento.

Circulación de la materia en el E.S• La energía toma un curso

unidireccional a través de un ecosistema , pero muchas sustancias circulan a través del sistema

¿Qué tipos de materia circulan?

• Estas incluyen: agua, nitrógeno, carbono, fósforo, potasio, azufre, magnesio, calcio, sodio, cloro, y también varios otros minerales , como hierro y cobalto, que son requeridos por los sistemas vivos sólo en cantidades muy pequeñas.

¿Por qué se habla de ciclos biogeoquímicos?

• Se habla de ciclos biogeoquímicos , porque implican componentes geológicos así como biológicos del ecosistema.

• Los componentes del entorno geológico son: 1) la atmósfera, constituida fundamentalmente por gases, que incluyen el vapor de agua; 2) la litosfera, la corteza sólida de la Tierra y 3) la hidrosfera, que comprende los océanos, lagos y ríos, que cubren ¾ partes de la superficie terrestre

• Los componentes biológicos de los ciclos biogeoquímicos incluyen los productores , consumidores y degradadores .

Ciclo del Agua

Ciclo de los Fosfatos.

• El fósforo es esencial para todos los sistemas vivos como componente de las moléculas portadoras de energía –tales como el ATP y también de los nucleótidos de DNA y RNA .

• Al igual que otros minerales, es liberado de los tejidos muertos por las actividades de los descomponedores, absorbido del suelo y del agua por las plantas y las algas, y circulado a través del ecosistema.

Ciclo de los Fosfatos.

Ciclo del Nitrógeno: Amonificación• Gran parte del nitrógeno del suelo proviene de la

descomposición de la materia orgánica y, por lo tanto, consiste en compuestos orgánicos complejos (proteínas, aminoácidos, etc.).

• Estos compuestos suelen ser degradados a compuestos simples por los organismos que viven en el suelo (bacterias y hongos).

• Estos microorganismos utilizan las proteínas y aminoácidos para formar las proteínas que necesitan y liberar el exceso de nitrógeno como amoníaco (NH3) o amonio (NH+4). Este proceso se denomina amonificación

Nitrificación• Algunas bacterias comunes en los suelos oxidan el

amoníaco o el amonio. Esta oxidación se denomina nitrificación. En ella se libera energía , que es utilizada por los bacterias como fuente energética primaria. Un grupo de bacterias oxida el amoníaco (o amonio) a nitrito (NO-2).

• El nitrito es tóxico para las plantas, pero es raro que se

acumule (la presencia de nitritos en el agua es un indicador muy claro de contaminación).

• Otras bacterias oxidan el nitrito a nitrato, que es la forma

en que la mayor parte del nitrógeno pasa del suelo a las raíces.

Asimilación• Una vez que el nitrato está dentro de la célula de la planta, se

reduce de nuevo a amonio. Este proceso se denomina asimilación y requiere energía. Los iones de amonio así formados se transfieren a compuestos que contienen carbono para producir aminoácidos y otras moléculas orgánicas nitrogenadas que la planta necesita ( proteínas). De aquí pasan a los animales herbívoros y luego a toda la cadena trófica.

• Los compuestos nitrogenados de las plantas terrestres vuelven al suelo cuando mueren las plantas o los animales que las han consumido; así, de nuevo, vuelven a ser captados por las raíces como nitrato disuelto en el agua del suelo y se vuelven a convertir en compuestos orgánicos.

Ciclo del Nitrógeno

Ciclo del carbono

¿Qué procesos deben ocurrir para que la materia circule en el E.S?