BiosferaLa biosfera es el conjunto de todos los seres vivos que pueblan la Tierra.La biosfera es un sistema abierto:• Intercambia materiales con la atmósfera, hidrosfera y geosfera• Intercambia energía con estas capas y el espacio de donde procede la radiación solar. El flujo de materiales en la biosfera es cíclico; se reciclanEl flujo de energía no, tiene una fuente de baja entropía y se degrada a formas de mayor entropía.La mayoría de la biosfera actual tiene como fuente de energía la radiación solar y como sumidero el espacio frío.

EcosistemasLa biosfera no puede mantenerse aislada. Interacciona con el entorno. Al conjunto de seres vivos con el entorno que interaccionan se le llama ecosistema

Relaciones tróficasMecanismo de transferencia de energía en los organismos en forma de alimentosLos organismos a la hora de su alimentación pueden ser especialistas (se alimneta de un solo modo o tipo de organismo) o generalistas (fuentes difeerentes de alimnetación)En general organismos más grande y complejos se alimentan de otros más sencillos formado cadenas tróficas.Como las relaciones, generalmente no son lineales,(un organismos puede alimentarse de varios de otras especies) se habla con más propiedad de redes tróficasEn una cadena o red trófica pueden establecerse niveles por el tipo de alimentación en dos grandes grupos: productores y consumidores. Un tercer tipo de orgnismos vuenven a convertir la meteria orgánica en inorgánica:los descomponedores

Productores Primer nivel tróficoFormado por organismos autótrofos (litotrofos)La mayor parte fotosintéticos (fotolitotrofos) que transforman la energía del sol en energía química.En algunos ecosistemas los productores son quimiolitotrofos independientes de la luz solar: Por ejemplo en los humeros de los fondos oceánicos. Trasforman moléculas inorgánicas obteniendo energía Plantas. Algas. Cianobacterias. Bacterias fotosintéticas. Bacterias quimisintéticas.La energía que obtienen es utilizada en parte para sus funciones vitales pero la mayor parte es trasformada en moléculas orgánicas como reserva de energía, para crecer y reproducirse o como alimento para heterótrofos a cambio de algún servicio (simbiontes)Esta materia orgánica queda a disposición del siguiente nivel trófico.

Consumidores Organismos heterótrofos. Se nutren a partir de la materia orgánica que producen productores u otros consumidoresPueden alimentarse de organismos enteros, partes, restos, fabricada por procesos simbióticosParte de la materia consumida la utilizan para obtener energía para sus funciones vitales y su metabolismoOtra parte la emplean para crecer y reproducirse

Bacterias heterótrofas. Hongos. Animales. Protistas heterótrofos Consumidores primarios Se alimentan de materia orgánica de los productores Herbívoros, fitófagos, parásitos de plantas, simbiontes de plantas y algas (nectar, hongos simbiontes...)Consumidores secundariosSe alimentan de materia orgánica de los consumidores primariosCarnívoros, parásitos de consumidores primarios, simbiontes de productores primarios. Consumidores terciarios Se alimenta de consumidores secundarios

No suele haber más niveles de consumidores pues en cada paso gran parte de la energía se pierdeSe calcula que de toda la energía que ingresa en un nivel trófico, tan sólo el 10% es susceptible de ser utilizada por el siguiente, ya que la gran mayoría se invierte en el mantenimiento de la propia vida. A este hecho se le llama regla del 10% y es la razón por la cual no se puede mantener una cadena con muchos niveles tróficos. Existen consumidores omnívoros que obtienen su energía a partir de varios niveles tróficosExisten consumidores carroñeros, que se alimentan de cadáveresExisten consumidores detritívoros o saprófitos, que se alimentan de materia orgánica en descomposición.

DescomponedoresTransforman los restos de materia orgánica en inorgánicaMuy importantes en los ecosistemas porque reciclan la materia de modo que pueda volver a ser asimilada por los productores

Existen dos grupos de descomponedores:TransformadoresHeterótrofos. saprófitos que degradan restos orgánicosGeneralmente bacterias y hongosObtienen moléculas orgánicas sencillas que pueden constituir el humus, y moléculas inorgánicas susceptibles de ser asimiladas por los productoresMineralizadoresAutótrofos quimiosintéticos. El resultado del metabolismo de estos seres vivos puede ser materia orgánica (lo que los convertiría en productores de algunos ecosistemas como los humeros anteriormente citados), o materia inorgánica, que asimilarían los autótrofos del medio.

Parámetros TróficosMedidas que permiten entender las relaciones tróficas que se establecen entre los seres vivos de un ecosistemaMiden el tránsito de materia y energía de unos niveles a otros y las pérdidas que se producen.

Biomasa (B) Cantidad de materia orgánica que existe por unidad de superficie o volumen.

Puede expresarse de varias formas:o Número de individuos por unidad de superficie o volumen: Individuos/m2Existen problemas importantes cuando los individuos no tienen el mismo tamaño aproximadoo Unidad de masa por unidad de superficie o volumen: g/cm2 , g/HaGeneralmente se refiere a materia orgánica secao Unidad de energía por unidad de superficie o volumen: Kcal/Ha , J/m2Un gramo de materia de materia orgánica equivale a 4 ó 5 kilocaloríasPor ejemplo, la biomasa de robles de un prado puede ser 20.000 Kg/Ha, o 8.000kcal/Ha, o 20 árboles /Ha.Los datos de biomasa pueden referirse a una sola especie, a una biocenosis o a un determinado nivel trófico.Se habla de biomasa primaria a la generada por organismos autótrofos, biomasa secundaria a la de los heterótrofos, y biomasa residual a la generada por acción humana (paja, residuos sólidos urbanos...)

Producción (P) Biomasa que se produce por unidad de tiempoSe puede expresar en:- Unidades de biomasa y tiempo: Kg/Ha/año, mg/cm3/día.- Unidades de energía y tiempo: J/m2/díaLa producción de nivel trófico indica la cantidad de biomasa susceptible de ser utilizada por un nivel trófico superior sin desestabilizar al ecosistema. La producción de un nivel trófico es variable dependiendo de múltiples factoresPor ejemplo: si una pradera tiene una producción de hierba de 500 Kg/Ha/año, los herbívoros no deberían consumir más de esa cantidad, de lo contrario, podría romperse el equilibrio del sistema.

Producción PrimariaIncremento de biomasa de autrótrofosDa una idea de la cantidad de energía química fabricada por organismos fotossintéticos a partir de energía luminosa.

Producción Primaria Bruta (PPb) Cantidad de materia orgánica sintetizada por unidad de superficie y tiempo.

Producción Primaria Neta (PPn)Cantidad de materia orgánica que puede consumir un nivel trófico superior una vez descontada la materia orgánica utilizada por los autótrofos en respiración y otros procesos vitales (R)

PPn = PPb– R

Los factores que limitan la producción primaria son:• El aguaMedio de autótrofos acuáticos. Algas, Cianobacterias, Bacterias fotosintéticas...Imprescindible para plantas terrestres como medio de trasporte de nutrientesSi hay poca disponibilidad las estomas se cierran para evitar la transpiración y se impide el metabolismo.• La luzLa fotosíntesis necesita luz como fuente de energíaExiste un límite mínimo de luz para que la fotosíntesis tenga rendimiento positivoAl aumentar la intensidad de la luz, lo hace también la producción primaria, hasta que se saturan los centros de reacción. A partir de ese momento, aunque aumente la luz, la actividad fotosintética se estabiliza.• La concentración de CO2Concentraciones bajas dificultan la fabricación de materia orgánica en organismos autótrofos. • NitrógenoNecesario para la síntesis de aminoácidos y otros compuestos celularesAbunda en la atmósfera y las aguas en forma de N2 pero es costoso energéticamente fijarlo.Sólo lo hacen bacterias y cianobacterias. Algunas plantas establecen simbiosis con estos procariotas.• FósforoNecesario en pequeñas cantidades para fabricar biomoléculasA veces es poco abundante sobre todo en océanos donde es secuestrado a las profundidades al morir los organismos. • El hierro disuelto en ecosistemas acuáticos por ser necesario para la fijación biológica de nitrógeno por las cianobacterias.

• La temperatura, ya que en principio, su aumento produce un incremento de la producción primaria por aceleración del metabolismo, aunque si es demasiado elevada, provoca el cierre de los

estomas en plantas o daños celulares.

Producción Secundaria Cantidad de biomasa almacenada en los individuos heterótrofos, que da idea de la energía almacenada en consumidores y descomponedores.

Producción Secundaria Bruta (PSb) Alimento que se asimila del total que se consume, ya que hay un elevado porcentaje de energía que se elimina en forma de excrementos (en herbívoros, un 90% aproximadamente se pierde de esta manera), que aprovecharán los descomponedores.

Producción Secundaria Neta (PSn) Fracción de energía de la que podría disponer el nivel trófico siguiente, considerando que al alimento asimilado habría que quitarle las pérdidas por mantenimiento. (R)Lo que queda es la cantidad de biomasa que está realmente disponible para el siguiente nivel trófico.PSb = Materia consumida – Materia fecalPSn = PSB – REsta energía se ha estimado en un 10%, ya que la mayor parte de la energía que ingresa en un nivel se invierte en el mantenimiento de las propias estructuras.En un ecosistema joven, la producción es muy alta, es decir, existe un gran aumento de biomasa por unidad de tiempo.Si el ecosistema está degradado, por ejemplo, por sobreexplotación, la producción es negativa, ya que se retira más biomasa de la que se genera por unidad de tiempo.

ProductividadEs un parámetro trófico que relaciona la producción neta (Pn) y la biomasa (B) de un ecosistema.Productividad = Pn/BTiempo de renovación (tr)Periodo que tarde en renovarsa un organismo, nivel trófico o ecosistemaSe mide en unidades de tiempo tr=B/PnEn fitoplacton tiene tiempos de renovación de 24 h En ecosistemas maduros la tasa de renovación es muy larga

EficienciaRendimiento de un nivel tróficoSe puede medir en:• Energía asimilada/energía incidente . Para autótrofos. Alcanza valores del orden del 1 al 2 %• Pn/Pb . 10-40% en fitoplacton . 50% en plantas . Menor en consumidores• Pn/alimento ingerido (engorde/alimento ingerido)

Eficiencia ecológica

Porcentaje de la producción neta de un nivel trófoco que se convierte en producción neta del siguienteEe = Pn(1)*100/Pn(2)Una tasa general es del 10%

Pirámides EcológicasDado que cada nivel trófico asimila únicamente del orden del 10% de la energía del anterior la energía de cada nivel va siendo progresivamente menorSi representamos cada nivel energético superponiéndolos aparecen en forma de pirámidePirámides de energíaSuelen adoptar la forma antes mencionada de pirámide con una disminución del 90% de energía por nivel

Pirámides de biomasaPuede tener forma de pirámide si la productividad de los niveles es semejantePuede tener otras formas si la productividad es diferente. Por ejemplo pirámides de ecosistemas oceánicos

Pirámides de númerosSe indica el número de individuos por nivelSu forma es variables pues depende de la masa de los individuos de diferentes niveles y de su productividad.

EcosistemasLa biosfera no puede mantenerse aislada. Interacciona con el entorno. Al conjunto de seres vivos con el entorno que interaccionan se le llama ecosistemaEn un ecosistema se distinguen:Biocenosis: Conjunto de seres vivos que interaccionan entre si y con el medio Los representantes de una misma especie se agrupan en poblaciones, poblaciones de distintas especies forman comunidades, y el conjunto de comunidades que habita un determinado lugar constituye la biocenosis.

Biotopo: Componentes abióticos en los que vive la comunidad. Medio que rodea a los seres vivos: líquido, aéreo, otros organismos. Sustrato sobre el que se apoyan en características físico-químicos (temperatura, luminosidad, salinidad, humedad...).(medio, nutrientes, iluminación...): El conjunto de todos los ecosistemas terrestres se conoce como ecosferaLa biosfera puede considerarse la biocenosis del planeta TierraEn este sentido sería un sistema cerrado puesto que intercambia energía pero, prácticamente, no intercambia materia con el espacioLos límites de los ecosistemas suelen ser imprecisosA los grandes tipos de ecosistemas terrestres determinados por el clima se les conoce como biomas

Ciclos de materia y energía en los ecosistemas

EnergíaEl flujo de energía en los ecosistemas es unidireccionalVa desde los organismos productores hasta los consumidores primarios y secundarios y descomponedores.De toda la energía que entra en un nivel, sólo una pequeña parte podrá ser aprovechada por los seres del siguiente nivel ya que en cada uno se aprovecha la energía entrante en el mantenimiento de las propias estructuras y funciones y se disipa en forma de calor. Los restos no asimilados y cadáveres son aprovechados por descomponedores y la energía se pierde de nuevo en forma de calor.La energía nunca puede reciclarse. La entropía siempre aumenta

MateriaLos materiales que constituyen los seres vivos si se reciclan. Su cantidad total en nuestro planeta permanece constante.Un átomo de carbono que hoy forma parte del carbonato cálcico de una caliza, puede pasar a la atmósfera en forma de dióxido de carbono por un fenómeno de descarbonatación, de ahí, puede ser fijado y transformado en glucosa por un vegetal, que al ser consumido proporcionará esa materia orgánica a un herbívoro, que puede degradar esa glucosa por respiración hasta dióxido de carbono que pase de nuevo a la atmósfera. Un mismo átomo puede, a lo largo del tiempo, formar parte de la atmósfera, biosfera, geosfera, hidrosfera. De ahí el nombre de ciclo, por el reciclaje y la no unidireccionalidad, y biogeoquímico porque un mismo átomo puede formar parte de distintos sistemas.Por su importancia para la vida, los más relevantes son los ciclos del carbono, nitrógeno, azufre y fósforo. Estos elementos pasan de los seres vivos a los distintos compartimentos del planeta (suelo, agua, aire), y de allí de nuevo a los seres vivos. En este paso, tienen especial importancia los microorganismos, algunos por su función descomponedora y mineralizadora,

Ciclo del CarbonoEl carbono es fundamental para los seres vivos pues forma las moléculas orgánicas• Los productores fijan el carbono inorgánico en forma de CO2 formando moléculas orgánicas.

• La asimilación del CO2 es mayoritariamente fotosintética con liberación de O2 como producto de desecho. Las plantas terrestres realizan aproximadamente el 50% de la FotosíntesisEn las aguas las algas y cianobacterias fijan el otro 50%La fotosíntesis anoxigénica es mucho menos importante en el planeta actualLa contribución de los quimiolitotrofos también es escasa

• Los heterótrofos consumidores y descomponedores liberan CO2 en su catabolismo para obtener energía. Especialmente importante es la respiración aerobia que consume generalmente O2.También se libera CO2 en algunas fermentaciones anaerobiasLa mayor parte de la liberación de CO2 la realizan los descomponedores bacterias y hongosEl 90% de la producción de CO2 a nivel de la biosfera es de origen microbiano

• Parte de la materia orgánica puede, en determinadas circunstancias, no oxidarse quedar secuestrada en sedimentos (formando sedimentos bituminosos, carbón, petróleo y gas natural) • Este carbono vuelve al ciclo cuando entran en contacto con la superficie• Una pequeña parte del carbono se encuentra en la atmósfera en forma de metano CH4 . Lo producen las bacterias metanógenas anaerobias que viven en los pantanos y en el intestino de algunos herbívoros, las plantas y las emanaciones de gas natural. El metano se oxida a CO2, pero el tiempo que permanece en la atmósfera actúa como un potente gas invernadero.

• Muchos organismos pueden tomar C en forma de CaCO3 para formar sus esqueletos • Las mayores reservas de carbono del planeta se encuentran en forma de carbonatos en las rocas terrestres.Parte son de origen biológico y parte por precipitación química

• El ciclo del carbono tiene una importancia fundamental en el clima global de la Tierra. Los carbonatos y la tectónica de placas actúan como un termostato que ha permitido a la Tierra mantener su temperatura a pesar del aumento de la radiación solar: En periodos de alta temperatura aumentan las precipitaciones, la erosión y la meteorización secuestrando el CO2 atmosférico en sedimentos carbonatados y haciendo descender la temperatura por ser el CO2 un gas invernadero.En periodos más fríos disminuye la reacción del CO2 con los sedimentos

• La tectónica de placas hace descender los carbonatos en la corteza terrestre. Al ser calentados se descomponen y el CO2 vuelve a la atmósfera en emanaciones volcánicas

Ciclo del Nitrógeno El nitrógeno es un elemento necesario en grandes cantidades para los seres vivos pues forma moléculas imprescindibles para las formas de vida como aminoácidos que forman las preoteínas, bases nitrogenadas en los nucleótidos y muchas otras sustancias derivadas.• La única fuente de Nitrógeno asimilable por las plantas y la mayoría de los microorganismos productores es el nitrato (NO3-) y, en menor medida el amoniaco (NH3)• Los organismos autótrofos lo reducen e incorporan el N a la materia orgánica principalmente en aminoácidos que forman las proteínas• Los organismos consumidores mantienen la mayor parte del nitrógeno.Excretan parte en forma de amoniaco, urea, ácido úrico, etc• El amoniaco pasa a NO2- y NO3- por el metabolismo de las Bacterias NitrificantesSon quimiolitotrofas aerobias obligadas.• En ambientes anaerobios actúan las Bacterias Desnitrificantes.Son respiradoras anaerobias que toman como aceptor de H compuestos de nitrógeno y convierten NO3- en NO2- y éste en N2 • El nitrógeno atmosférico es un gas muy estable y poco reactivo. Puede pasar al ciclo del N por un mecanismo abiótico que ocurre durante las tormentas: las descargas eléctricas pueden oxidarlo a NOx y estos óxidos reaccionar con el agua dando NO3- y ser arrastrado con la lluvia hacia el suelo.También producen NOx los procesos de combustión de origen antrópico Más importante es la incorporación al ciclo por las Bacterias fijadoras de Nitrógeno Pueden ser autótrofas como algunas cianobacterias o hetrótrofas. Algunas son simbiontes de determinadas plantas (Rhizobium en nódulos radicales de leguminosas)Toman N2 y lo transforman inicialmente en NH3 que fijan a sus compuestos orgánicos. El proceso supone un gasto energético importante.Estas bacterias son muy importantes pues compensa las pérdidas de N de las bacterias desnitrificantes.Muchos organismos realizan simbiosis con estas bacterias o cianobaterias.Pueden llegar a fijar de 6 a 100 Kg de N por Ha y año

Ciclo del Fósforo El fósforo se encuentra en los seres vivos ligado a moléculas orgánicas en forma de fosfato (PO4 ---). Es una molécula constituyente de los nucleótidos que intercambian energía química y forman los ácidos nucléicos y en muchas otras moléculas como fosfolípidos, marcadores en proteínas o precipitados para formar el hueso de los vertebrados• La principal reserva de fósforo se encuentra en la litosfera, en forma de rocas fosfatadas, y en el suelo, como fosfatos. • En esta forma como puede ser asimilado por las plantas• Los heterótrofos lo incorporan a través de la dieta. • Al ser degradados los restos de seres vivos, los descomponedores, generan fosfatos que vuelven a ser absorbidos por las plantas.• Este ciclo puede tener pérdidas pues los fosfatos pueden ser trasportados a mares profundos en los cadáveres o excrementos de organismos marinos donde no puede ser fijado por organismos fotosintéticos.• Estos fosfatos pueden incorporarse de nuevo al ciclo en zonas de corrientes marinas ascendentes como las que chocan contra las costas o las producidas en regiones frías. • Estas zonas coinciden a veces con zonas desérticas donde las grandes acumulaciones de aves marinas que se alimentas de pescado dan logar a acumulaciones de fósforo en forma de excrementos (guano) que ha sido usado como fertilizante.

Ciclo del Azufre El azufre se encuentra en los seres vivos formando moléculas orgánicas en aminoácidos como Met y Cys y en otras moléculas esenciales para ciertas enzimas. Su cantidad en los seres vivos es bastante menor que la de C, N y P• La fuente de azufre para los autótrofos es el sulfato (SO4=)• Los descomponedores liberan el azufre de los organismos muertos o partes en forma de SH2• El SH2 se oxida a S por varios procesos: Por oxidación espontáneaPor bacterias fotosintéticas (Bacterias verdes del azufre y Bacterias purpúreas del azufre) que toman SH2 y S como fuentes de electronesPor bacterias quimioautótrofas que oxidan compuestos de azufre.

• El SO4= es convertido en S y SH2 en ambientes anaerobios por Bacterias reductoras del azufre. Respiradoras anaerobias frecuente en los fondos de los océanos y aguas estancadas.• La mayor reserva de azufre está en la geosfer en forma de sulfuros (pirita) o sulfatos (yesos), además de en combustibles fósiles (carbón y petróleo). • En la hidrosfera, el agua marina tiene una cantidad significativa de ión sulfato disuelto,• En la atmósfera próxima a los océanos hay azufre en forma de dimetil sulfuro (DMS) formado por descomponedores marinos.

• Otros aportes de este elemento hasta la atmósfera tienen origen volcánicoActualmente, el uso de combustibles fósiles libera SO2, que se oxida a SO3 para transformarse en presencia de agua en ácido sulfúrico (H2SO4), que junto con el ácido nítrico son los responsables de la lluvia ácida.

Regulación de los ecosistemasLos ecosistemas se autorregulan dentro de ciertos límitesTienden a mantenerse estables a lo largo del tiempoSon capaces de absorber perturbacionesEsto es debido a que tienen buches de retroalimentación negativa Por ejemplo en un bosque el aumento de un tipo de herbívoro hace que disminuya la alimentación y los refugios frente a predadores, al mismo tiempo que los depredadores se reproducen más de modo que la población vuelve a su nivel normal.Sin embargo hay perturbaciones que pueden alterarlo drásticamentePor ejemplo un incendio o la introducción de una nueva especieLos ecosistemas pueden ir cambiando lentamente, especialmente si han sufrido una perturbación importante hasta un límite, el clímax. A este proceso se le conoce como sucesión ecológica

Regulación de las poblacionesPoblaciones en ecosistemas se encuentran en equilibrio dinámicoPueden tener fluctuaciones en el número de individuos respecto a un valor límite de carga.Los factores que impiden que las poblaciones crezcan indefinidamente se conocen como resistencia ambiental Esto crea una retroalimentación negativa sobre el crecimiento por encima de este nivel• Bióticos

DepredadoresEnfermedades y parásitosCompetencia por alimento

• Abióticos Escasez de refugiosEscasez de agua, gases, luz, sales...Modificación del medio

Estrategias reproductivas Tasas de reproducción elevadas. Poco cuidado de los descendientes. Poco cuidado de ellos mismosCapaces de colonizar rapidamente mediosVulnerables al medio y otros organismos por los que su mortalidad es alta

Tasas de reproducción bajas. Cuidado del organismo y sus descendientesDominan en ecosistemas compeljos y con competencia. Ecosistemas madurosValencia ecológicaCada especie tiene un intervalo de valores del medio que resulta limitante (luz, temperatura, humedad, alimentos...)• Euroicas: Tolerantes a un factor del medio. Menor aprovechamiento. Genralistas• Estenoicas: Exigentes. Mejor funcionamineto. Especialistas

Regulación de las comunidadesLas interacciones entre los organismos presentes en un ecosistema se mantienen establesEsto sucede porque existen bucles de retroalimentación creados a lo largo de la evolución biológica

Relaciones entre poblaciones en un ecosistema

Relación   Consecuencias

Predación Un organismo se beneficia alimentándose de otro al que daña o mata

+ -

Parasitismo Un organismo se beneficia alimentándose de otro al que no mata + -

Comensalismo Un organismo se beneficia de otro sin perjudicarlo + 0

Competencia Dos organismos pugnan por el mismo recurso - -

Simbiosis Colaboración entre especies + +

Amensalismo   0 0

Modelo de depreador-presaModelo oscilante por retroalimentación negativaSe estabiliza en ecosistemas más complejos con mayor número de predadores y presasParasitismoOcurre un mecanismo similar al anteriorCompetenciaPuede ser intraespecífica o interespecíficaLa competencia intraespecífica es responsable de la selección naturalLa competencia interespecífica hace que una especie cambie de recurso o desaparezcaLa selección natural evita la desaparición de las especies modificando las características para que no compitan directamente por los mismos recursosCada especie en un ecosistema tiene un espacio en la competencia llamado nicho ecológico

Nicho ecológicoConjunto de circunstancias, relaciones ambientales, tróficas y funciones ecológicas que definen el papel desempeñado por una especie en un ecosistemaDos especies no pueden tener el mismo nicho en un ecosistema por mucho tiempo, una será excluida• Nicho potencial, ideal o fisiológico Ideal para una especie. No se alcanza en condiciones naturales

• Nicho ecológico realLugar que ocupa en competencia parcial con otras especies

Sucesión ecológicaLos ecosistemas cambian a lo largo del tiempoEn largos periodos de tiempo cambian evolutivamente las especies presentes, aparecen o desaparecen nichos.En periodos menores los ecosistemas son capaces de recuperarse de las alteraciones sufridasEl máximo nivel de complejidad de un ecosistema se conoce como comunidad climax- Máxima complejidad- Máxima estabilidadEl clímax puede perderse por procesos bruscos de origen natural o antrópico: RegresiónEl ecosistema recupera lentamente su complejidad por distintas etapas de sucesión ecológica

• Sucesión primariaParte de un terreno original• Sucesión secundariaSurge de una perturbación sufrida por el ecosistemaEn las sucesiones ecológicas se cumplen una serie de circunastancias• Aumenta progresivamente la diversidad• Aumenta la estabilidad• Sustitución de unas especies por otras Especies pioneras con r-estrategas sustituidas por k estrategas por mayores relaciones

Especies euroicas sustituidas por estenoicas más eficientes

• Aumento en el número de nichos• Aumento de biomasa y disminución de productividad. • Aumento de complejidad y efectividad en los ciclos biogeoquímicos

BiodiversidadVariedad de especies presentes en un ecosistemaLos ecosistemas con mayor biodiversidad son más estables por mantener mayor número de relaciones entre sus especiesSi una especie disminuye o desaparece las otras se recuperan ocupando su nicho

A nivel del planeta se consideran tres aspectos respecto a la biodiversidad• Variedad de especies• Diversidad de ecosistemas• Diversidad genética dentro de una especieA lo largo de la historia de la Tierra ha variado la diversidadHa habido épocas de grandes extinciones, otras menores. Cinco grandes extinciones bien documentadasLa biodiversidad es un recurso importante

BiomasTambién llamado dominio bioclimático.Agrupación de comunidades de seres vivos que se desarrollan en unas condiciones climáticas determinadas. Son claramente diferentes • Biomas terrestres• Biomas acuáticos. Biomas terrestresSe reconocen principalmente por el tipo de vegetación, ya que representan la producción primaria de los ecosistemas y de ella dependerán los animales.

El bosque tropicalLocalización: Entre los 20º y los 40º tanto norte como sur, a ambos lados del Ecuador.Temperaturas constantes entre 24 y 27º C. Humedad es elevada durante todo el año con precipitaciones muy abundantes, entre 2.000 y 3.000 mm/año. No existe estación fría o secaCrecimiento de las plantas continuo a lo largo del año. Gran diversidad de especies vegetales (unas 3000 distribuidas en tan sólo 1 km2) que se distribuyen en varios estratos para adaptarse a la luz. - Estrato arbóreo con árboles de entre 30 a 50 m con copas dispersas. Las hojas de los árboles son anchas y perennes; sobre ellos crecen plantas epífitas como orquídeas; - Estrato por debajo con lianas y árboles de 15 a 30 m con copas de recubrimiento continuo- Estrato inferior con árboles de 5 a 15 m pequeños y delgados con copas estrechas y plantas herbáceas.La fauna es abundante y diversa ya que la mitad del total de las especies del planeta viven en este bioma.- Los pájaros y murciélagos abundan en las copas más altas de los árboles- Por debajo están pájaros, mamíferos, reptiles e invertebrados que se alimentan de frutos, néctar y hojas.Sobre el suelo están los grandes herbívoros y carnívoros. Organismos descomponedores y mineralizadores muy eficientes. La materia circula por el bioma sin apenes pérdidas

Localización: Entre las selvas del ecuador y los desiertos de los trópicosLas temperaturas oscilan entre los 21 y los 29ºC. Las precipitaciones se producen en la estación húmeda, el verano, y oscilan entre 500 y 1600 mm/añoNo existe estación fría pero si secaLos árboles aparecen espaciados o en grupos (baobabs, acacias) y alternan con grandes superficies de hierbas como las leguminosas o gramíneas (hierba del elefante: Pennisetum purpureum que puede alcanzar los 5 m de altura). Los árboles son de altura media y sus copas son umbreliformes con corteza gruesa. Las hojas son pequeñas y con espinas en algunas especies y en otras anchas y caducas.Viven grandes mamíferos herbívoros y carnívoros. Además de una amplia fauna de reptiles e invertebrados

El desiertoLocalización: Alrededor de los trópicos de Cáncer y Capricornio. Más extremos al oeste de los continentesTemperaturas medias entre 20º y 30ºC, en verano se alcanzan hasta 50º C pueden bajar mucho en invierno. Se producen grandes oscilaciones térmicas entre el día y la noche.Las precipitaciones son escasas, menos de 250 mm/año y poco predeciblesLa vegetación desarrolla árboles xerófitos y arbustos adaptados a un clima con una estación calurosa y seca muy larga y una, muy corta pero intensa, estación de lluvias. En la vegetación encontramos árboles y arbustos espinosos con hojas endurecidas, plantas suculentas como el cactus, gramíneas duras y especies anuales que pueden aparecer tras una fuerte precipitación. La fauna es nocturna y suele encontrarse bajo la tierra: escorpiones, reptiles

El bosque mediterráneoLocalización: A unos 40º al norte del ecuador al oeste de los continentesLos veranos son secos y muy calurosos, los inviernos con temperaturas medias entre 5º y 15º C. Las precipitaciones oscilan entre 1000 y 250 mm/año, normalmente se dan en otoño y primavera y son de carácter torrencial. La vegetación dominante esclerófila, es decir adaptada a un clima seco, con hojas caducas, duras y pequeñas. (Encinas, alcornoques, olivos, pinos, jaras, madroños, romero, tomillo, espliego). La fauna es variada; abundan aves, mamíferos herbívoros y carnívoros, insectos, anfibios y reptiles.

El bosque templado o caducifolioLocalización: A unos 50º al norte y sur del ecuador y al este de los continentes. Tiene estaciones muy marcadas, en verano temperaturas entre 15º y 20º C, en invierno entre –3º y 10ºC. Precipitaciones entre 500 a 1000 mm/año. Se producen a lo largo del año en forma de lluvia o nieve en invierno.La vegetación es de hoja caduca para soportar las bajas temperaturas y falta de luz del invierno (robles, hayas, arces, castaños).Al acumularse las hojas caídas en el otoño y descomponerse dan un suelo rico en humus. Sobre éste hay una fauna rica en artrópodos y anélidos. Dentro de los vertebrados el bosque templado da cobijo al ciervo, zorro, tejón, y oso pardo entre otros.

La estepa o pradera

Localización: Entre los 37º y los 52º N y 30º y los 45º S. Más importantes en zonas de dominio continentalEstaciones son muy marcadas frías y cálidas. Las temperaturas en invierno por debajo de -20º C y en verano llegan a 20º C. Precipitaciones escasas: entre 250 a 750 mm/año. En nvierno en forma de nieveVegetación dominada por gramíneasViven en ellas bisontes, caballos, antílopes, conejos, perros de las praderas...Son típicas las praderas norteamericanas, las estepas eurasiáticas y la pampa Argentina.

La taigaLocalización: Entre los 50º y los 70 º de latitud o en zonas de alta montañaLas temperaturas en invierno están por debajo de –40º C, y en verano llegan a 20º CClima húmedo todo el año con precipitaciones entre 400-600 mm/año; en invierno caen en forma de nieve. En el suelo, hay una capa desde la superficie hasta una cierta profundidad que permanece siempre helada, es el permafrost. En verano solo se deshiela la parte superior. La vegetación es de coníferas como los pinos y abetos. La fauna la representan alces, comadrejas, visones, armiños, lobos, y osos.

La tundraLocalización: Por encima de los 70º de latitud Norte. La temperatura media anual es inferior a 0º C. En invierno la temperatura está por debajo de –50º C. En verano llega hasta 10º C. Los veranos son muy cortos. Las precipitaciones son escasas, de 100 a 300 mm/año y en forma de nieve.

El suelo permanece helado. La vegetación es de musgos, líquenes y gramíneas. Habitan como fauna renos, zorros árticos, osos polares y lemmings.

Biomas acuáticos El factor abiótico que determina la distribución de los seres vivos es la luz. Según este factor se puede distinguir una zona fótica (hasta unos 200 m en océanos, menor en lagos) y una zona afótica.Por la naturaleza del aguaExisten gran número de especies en aguas con pocas sales y en aguas con salinidad marina, las intermedias y más saladas son mucho menos abundantes

Aguas dulcesArroyos, ríos, humedales y lagosPrincipales diferencias son debidas a la velocidad de la corriente, la luz, la temperatura y el intercambio de capas de agua en lagosProductores: Algas microscópicas y macroscópicas. Plantas acuáticasConsumidores primarios: Protozoos, moluscos, crustáceos, aves acuáticasConsumidores secundarios: Peces, aves acuáticasMuchas veces intercambios intensos con ecosistemas terrestres que los rodean

Agua saladaLos biomas de agua salada componen los ecosistemas marinos. Se pueden caracterizar por la profundidad y cercanía a la costa y por la situación de los organismos respecto al fondo y la masa de agua

• Profundidad y relación con la costa Zona nerítica: Costa y plataforma continental Zona litoral supralitoralmesolitoralinfralitoralcircalitoral

Zona oceánicaZona batial: TaludZona abisal: Fondos oceánicosZona hadal: Fosas oceánicas

• Relación con el fondo oceánico Dominio bentónico; las comunidades viven ligadas al fondo oceánicoDominio pelágico; Rodeados de agua Plancton: movilidad es pequeña y se desplazan con los movimientos de las masas de aguaNecton: especies que nadan activamente

Zona litoralRica en especiesOxigeneda e iluminadaDistribución por influencia de olas y mareas

Supralitoral: Líquenes, blanusMesolitoral: Algas bentónicas diversas, filtradores bibalvos y crustáceos cirrípedos, Moluscos gasterópodos, peces, equinoideos, asteroideos

Infralitoral Bentos. Algas bentónicas, moluscos gasterópodos, bibalvos, cefalópodos, peces, poliquetos, coralesPlancton: Algas plactónicas, crustáceos y larvas de muchos organismos marinosNecton: Peces, calamares, mamíferos y aves marinas

Zona oceánicaPobre en nutrientesPrimeros 200m zona fóticaProductores: Algas y cianobacteris microscópicas. Algas flotantesConsumidores: placton diverso, peces oceánicosDescomponedores: Bacterias fotoorganotrofas, algas y bacterias autótrofas, Bentos oceánicoDetritívoros variados, peces, moluscos, equinodermos, anélidos...Bacterias descomponedoras

Recursos procedentes de la biosferaLa mayoría de estos recursos son renovables algunos próximos al límite de explotación o sobrepasado• Oxígeno y CO2• AlimentosAgriculturaGanaderíaPesca• Fibras textiles• Materiales de construcción• Fuente de energía• Medicamentos• Ecológicos: Reducción de erosión y riesgos naturalesPaisajísticos

Gestión de la biosferaLa manera de obtener recursos de la biosfera es muy variable• De manera pasiva.Los produce la biosfera y se utilizan sin forzar a los seres vivos o ecosistemas Oxígeno producido por productores fotosintéticosCO2 para fotosíntesis por respiración de descomponedores y consumidoresSueloBiodiversidad

• Tomar materiales de los ecosistemas Recolección de plantasCaza y pesca de animales

• Explotaciones extensivasSe acondiciona el medio para mayor producción del recurso deseado Mucho terreno, no mucha producción, no mucha energía en mantenimiento Cultivos agrícolas extensivos

Se eliminan especies indeseables y competidoras. Se prepara la tierra; laboreo, abonado, regadíoGanadería extensivaSe eliminan predadores. Se acondiciona el terreno para que produzca plantas adecuadas

• Producción forzadaSe controla humedad, temperatura, nutrientes, luz, gran cantidad de biocidasPoco terreno, mucha producción, mucha energía en mantenerlo Agricultura intensivaGanadería intensiva. EstabuladaAcuiculturaEn el uso de recursos se prefiere especies pioneras por ser más productivasEn general niveles tróficos inferiores tienen más rendimiento

AlimentosEn su producción y comercialización en países industrializados se mucha más energía actualmente que la que tienen los propios alimentos.Por su origen y modo de obtención se pueden diferenciar:

PlantasSe consumen unos 2.000 tipos diferentes de plantas para la alimentación humana o de animalesLa mayoría se cultivan en campos de secano o regadíoSe utilizan los terrenos más fértiles, habitualmente llanuras • Semillas: Cereales (arroz, trigo, maíz...), Leguminosas (Judías, guisantes, lentejas,), nueces, almendras...• Aceites de semillas: Girasol, colza, oliva• Frutos - Tomates, pepinos, cítricos, de hueso (Peras, manzanas...), plátano, melones, cocos, café, cacao• Tubérculos y bulbos: Patatas, zanahorias, cebolla, remolacha, ajos• Hojas: Lechugas, espinacas, acelgas, coles, té• Tallos: Bambú, caña de azúcar, puerros, espárragos • Flores: Coliflores...

Animales terrestresMayor parte de la alimentación se obtiene de unas 30 especies de animales domésticos con más de 4000 variedades.La ganadería extensiva sigue siendo la principal fuente a nivel mundial. Ocupa más terreno que la agriculturaLa ganadería intensiva también es importante sobre todo en países desarrolladosPersiste captura en forma de caza aunque poco importantes.

Animales marinosBastantes especies diferentes sirven de alimento, unas 200 abundantes Mayor parte se captura o recolecta de ecosistemas naturales mediante diferentes artes de pesca. 70 E6 Tm/díaMayor parte sobreexplotadoUna pequeña parte en rápido incremento en acuicultura• Carne, especialmente masa muscular, también otros órganos, vaca, cerdo, pollo, oveja, pescados, moluscos y crustáceos• Sangre• Leche: Vaca, cabra, oveja y derivados (quesos, yogur...)• Grasa. Manteca de cerdo, mantequilla, aceites de pescado• Huevos de aves, especialmente gallinas• Miel

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La producción de alimentos ha venido creciendo de modo constante gracias a la mayor organización de los campos, la selección genética de las especies y se está introduciendo actualmente la ingeniería genéticaEsto tiene un coste en biodiversidad lo que supone un riesgo a largo plazo.La ganadería intensiva y acuicultura consumen grandes cantidades de alimentos de origen agrícola o de la pesca

Un tercio de la pesca se utiliza para pienso de ganado lo que supone un despilfarro ecológicoFibras textiles naturales • Algodón, lino y esparto en plantas• Lana y seda, cuero pieles en animales

Materiales • Madera Construcción de viviendasBarcos Cajas y listonesHerramientas y ajuarArtesanía

• Fibras vegetales para cestería• Corcho: Tapones y aislante• Papel y cartón: Prensa, escritura, embalaje• Huesos ornamentales

Otros productosBebidas alcohólicas, tabaco, sustancias psicoactivas• Fermentación de uva, cebada y otras sustancias • Tabaco• Coca, marihuana, opio....

Productos químicos• Resina• Caucho y gomas• Destilados de diversas plantas. Azúcares, alcohol• Yodo de algas marinas

Abonos• Restos de animales y plantas utilizados en agricultura y ganadería• Excrementos de animales estabulados (cerdos, vacas, aves...)• Algas marinas

Tintes y colorantes• Procedentes de plantas o animales

Perfumes• Principalmente plantas

Principios activos de medicamentos PlantasHongosEsponjas y otros animales

Fuentes de energíaAnimales de tiroBiomasaMadera para combustibleRestos agrícolas

Restos ganaderos (excrementos)Restos urbanos. Papel y materia orgánica

Cultivos para energíaBiodieselBioetanol Biogás: metano Ecológicos• BiodiversidadLa variedad de seres vivos supone un recurso para intervenir en ecosistemas alterados o como fuente futura de otros recursos• Reducción de erosión Plantas en taludes Fijación de dunas Manglares y plantas pantanosas costeras Arrecifes tropicales

• Reducción de inundaciones• Aireación de suelosProducida por lombrices y otros habitantes de los suelos que los airean oxigenándolos y haciéndolos más productivos para plantas.

Impactos producidos en la biosfera• Deforestación • Sobreexplotación• Modificación y eliminación de hábitats• Disminución de la biodiversidad y extinción de especies• Impacto paisajístico• Disminución de biodiversidad• Pérdida de suelos• Impactos indirectos

DeforestaciónGran parte del territorio dedicado a agricultura y a ganadería extensivaLos usos humanos generalmente son incompatibles con los árbolesLa deforestación afecta a muchos seres vivos por ser los bosques los ecosistemas climácicos más complejos• Disminuye biodiversidad• Vuelve más vulnerables a los suelos y los modifica• Aumenta la erosión• Libera CO2 de los árboles extraídos y de la materia orgánica del suelo

Sobreexplotación • Caladeros de pesca todos próximos a han superado su nivel de sostenimiento • Sobreexplotación de zonas de caza no regulada• Extracción de cultivos hace inviable la producción sin abonado: Pérdida de fertilidad• Deforestación tropical: El lavado de las regiones tropicales las hace perder nutrientes

Modificación y eliminación de hábitats• Eutrofización de aguas dulces• Eutrofización de océanos Mar negro y mediterráneo• Acuicultura tropical destruye manglares para cría de camarones• Deforestación• Introducción de especies de otros lugares del mundoDisminución de biodiversidad y extinción de especiesLa biodiversidad puede reducirse por:• Disminución de ecosistemas• Reducción del número de especies• Reducción de la dotación genética de una especie

Disminución de ecosistemasSe cambian ecosistemas maduros ricos en especies por primeras fases de sucesión más productivosDeterminadas artes de pesca destruyen ecosistemas de fondos marinos

Reducción de especiesSe estima que desaparecen unas 30.000 especies al año Uso del suelo para agricultura y ganadería extensiva elimina especies originales Los grandes monocultivos acentúan en problema

Biodiversidad agrícola y ganadera también disminuye por nuevos métodos de producciónUnas 3000 plantas, 30 animales terrestres y 200 marinosActualmente disminuyendo por multinacionales

Los usos del territorio y fragmentación han eliminado a muchas especies y otras están amenazadas

Biocidas de uso indiscriminadoDañan a muchas especies no competidoras con humanosSe acumulan en cadenas tróficas Contaminación daña arrecifes marinos (sedimentos, materia orgánica, temperatura...)Pesca indiscriminada elimina muchísimos individuos, algunos en peligro. Tortugas...)Caza o captura de algunos animales pude llevarlos a la extinción (Palomas, bobos, moas, rinocerontes...)Introducción de especies exóticas para producción, por accidente o como mascotas

Reducción de la dotación genética de una especiePuede llevarla a la extinción • Las poblaciones pequeñas reducen la variedad genética de las especies

• Las variedades de plantas y animales usadas en agricultura y ganadería se ven sustituidas por unas pocas variedades seleccionadasTambién puede ser un problema la introducción en los ecosistemas de organismos modificados genéticamente

Pérdida de suelo• Malas prácticas agrícolas• Erosión de zonas alteradas

Impacto paisajísticoEl paisaje es un bien cultural. Los ecosistemas complejos nos parecen armoniosos• Sustitución de bosques diversos por monocultivos arbóreos o cultivos• Métodos de poda de bosques• Cultivos bajo plástico

Impactos indirectos• Aumento de erosión• Salinización• Contaminación o Biocidas y productos biológicamente activosFungicidas, herbicidas, insecticidas, acaricidas, diversos organismos marinosContaminación por antibióticos y hormonas aplicados al ganadoPueden hacerse muy peligrosos en los niveles superiores de cadenas tróficas por acumulacióno Eutrofizacióno Gases invernaderoLa producción alimentaria es la segunda fuente de emisión de CO2 tras la producción de energía. Mapas de impacto sobre la biosfera• Infraestructuras• Cultivos• Deforestación• Improductivo• PastosClases de pastos

Medidas correctoras Generales• Disminución de presión sobre la biosfera• Sustitución de eslabones elevados de la cadena trófica por otros más bajos. Esto permite aumentar la energía y se consumen menos recursos• Mejora de rendimientos agrícolas que permitan liberar terreno Cultivos en plásticosReducen agua, matan plagas por temperatura, menor cantidad de biocidas Deforestación • Reforestación de zonas no suficientemente productivas, • Reforestación de áreas abandonadas o de lenta sucesión ecológica

Sobreexplotación de pesquerías• Descenso de la presión sobre peces Disminución del esfuerzo pesquero: Limitación de barcos o periodos de faena o cuotasPeriodos de recuperación.

• Pesca selectiva. Tamaño de redes. Pesca con cebo• Prohibición de artes de pesca muy destructivas• Zonas de reserva• Piscifactorías con especies que sean consumidoras primariasSobreexplotación agrícola• Plantas o variedades perennes en vez de anualesMayor eficacia, menor laboreo del suelo• Uso de restos vegetales como abono• Uso de residuos urbanos, ganadería intensiva o determinados residuos industriales como abono Modificación y eliminación de hábitats• Control de tráfico de especies

Disminución de la biodiversidad y extinción de especies• Zonas de reserva. Parques nacionales, reservas de biosfera... Extensión suficienteEn territorios de gran diversidad biológicaEn todos los ecosistemas terrestres, dulceaquícolas o marinos

• Terrenos libres de uso agrícola: Setos en campos• Variedad de usos del suelo• Uso eficiente del agua: libera agua para ecosistemas de aguas continentales• No desecación de humedales• Disminución de biocidas y mayor especificidad• Control de tráfico de especies• Bancos de semillas o genéticos, zoológicos y botánicos para especie en vías de extinción, cría en cautividad

Pérdida de suelos• Menor laboreo agrícola. Correcto laboreo• Rotación de cultivos• Plantas o variedades perennes en vez de anualesMayor eficacia, menor laboreo del sueloImpacto paisajístico• Contemplar la exposición de impactos humanosContaminación

El SueloParte más superficial de la corteza continental en la que coinciden litosfera, hidrosfera, atmósfera y biosferaEstá en constante evolución y puede tener fases de sucesión semejantes a los ecosistemas Formación y evolución• Roca expuesta a la superficie• Meteorización: regolito• Establecimiento de organismos pioneros: líquenes, musgos, bacterias, cianobacterias, hongos.• Aumento del grosor del suelo y establecimiento de ecosistemas más complejos. Humus• Estructuración en horizontes

Factores que intervienen en la evolución de un suelo• TiempoSuelos jóvenes

Suelos madurosClímax edáfico• ClimaMuy importante la temperatura y cantidad de agua y periodicidadRocas diferentes pueden dar el mismo suelo maduro en el mismo climaRocas iguales dan distintos suelos en climas diferentes• Roca madre originalImportante en suelos poco maduros• Seres vivosDescomponen la roca y ayudan a meteorizaciónAportan humus. Establecen condiciones físicas y químicas en suelos maduros• Relieve• Acción humana

Composición• Componentes inorgánicos o Sólidos 95% Minerales sin alterar - Restos de meteorización mecánicaMinerales alterados - Arcillaso Agua. Retenida o circulante Solutos : Na+ K+ Ca++ Mg++ Cl- NO3- HCO3- SO4= PO3---o Gases. Semejante a la atmósfera a veces enriquecido en CO2 y empobrecido en O2• Componentes orgánicos o Seres vivos BacteriasHongosProtistasAnimalesPlantaso Humus: Restos orgánicos procedentes de seres vivos . Escasea según se profundiza No elaborado - No ha sido descompuesto por falta de tiempoElaborado - Sustancias orgánicas de difícil degradación

PropiedadesTexturaEstructuraPorosidadPermeabilidadHorizontes• O -Materia orgánica en descomposición• A - Lixiviación: Lavado de materiales. Materias orgánicas y minerales. El más importante para la fertilidad• B - Precipitación• C - Alteración de la roca madre• Roca sin alterarClasificación

Recursos procedentes de los suelos• Soporte de las plantas• Biodiversdad• Secuestro de CO2Impactos sobre los suelos• Erosión eólica• Erosión hídrica • Contaminación• SalinizaciónFrecuente en regadíos por evaporación de las aguas de riego

• Anegamiento: inundación por regadío• Lavado de nutrientesInducidos• Erosión por deforestación• Prácticas agrícolas inadecuadas: Erosión, salinización, anegamiento• Infraestructuras y urbanización

Riesgos procedentes de los suelosLa degradación de los suelos tiene efectos importantes• Pérdida de productividad ecológica y agrícolaPuede traer consecuencias económicas graves y hambrunas• DesertificaciónDegradación de suelos en zonas áridasPueden derivar en terrenos improductivos Se produce en zonas susceptibles por o Erosión del suelo Sobreexplotación Deforestación Incendios Urbanizacióno Salinizacióno Sobreexplotación de acuíferoso Cambio de las condiciones climáticas Sequías

Medidas preventivas • Mejora de las prácticas agrícolas o Menor laboreoo No quemar rastrojos que estructuran el suelo• Evitar incendios forestales• Ordenación territorial• Uso adecuado de los suelos• Uso adecuado de los recursos hídricos

Medidas correctoras• ReforestaciónLavado de suelos contaminados o saliniza