SISTEMAS TERRESTRES

• JOSE ALBERTO RODRIGUEZ ALVAREZ

Energía y vida

 El mantenimiento de la vida exige como condición indispensable el empleo de energía; la energía que utilizan los seres vivos proviene, salvo insignificantes excepciones, de la energía radiante del Sol. Pero, como esa energía entra continuamente en el ecosistema y se disipa dentro de él, ha quedado establecido que éste es un sistema abierto de energía. La captación de la energía radiante del Sol depende de una serie de organismos llamados autótrofos (que en resumidas cuentas no son más que las plantas verdes) los cuales están dotados de la envidiable capacidad de realizar la fotosíntesis.

VIDALa vida en cualquiera de sus formas se limita a un margen exiguo de aproximadamente 300° C; y en sí la mayoría de las especies de adapta a un nivel menor de calor. Algunos organismos pueden existir a temperaturas muy bajas, cuando menos por breves periodos, especialmente en estado de reposo, tal es el caso de las bacterias y algas que viven y se reproducen en manantiales calientes.

Agua:Es una Necesidad fisiológica para todo protoplasma y un factor limitativo en los medios terrestres y acuáticos.Los principales factores medidos son la precipitación pluvial, la humedad, la fuerza de evaporación del aire y el suministro disponible de agua de superficie.La precipitación pluvial es regida por la geografía y por las características de los movimientos del aire o sistemas meteorológicos, y propone a estar distribuida irregularmente entre las estaciones en los trópicos y subtrópicos, regulando las actividades de los organismos.

La tierra:La pedosfera que constituye la tierra firme dentro de la biosfera, consta de un componente vivo y uno inerte -componentes bióticos y abióticos- con organismos vivos y productos de putrefacción entremezclados. Por lo tanto el suelo no es solo un “factor” del medio de los organismos, sino que también es producido por ellos.El suelo es el resultado de la acción del clima y de los organismos sobre el material materno de la superficie de la tierra (substrato geológico o mineral subyacente y de un incremento orgánico).

• Nuestro planeta puede considerarse un sistema con cinco componentes diferentes: la atmósfera (aire), la hidrosfera (agua), la criosfera (hielo), la litosfera (sólidos) y la biosfera (seres vivos). Estas partes están interrelacionadas por el flujo de materia y energía.

El flujo de energía comienza con la recepción de los rayos solares que calientan el planeta y termina con la emisión de energía hacia el espacio que evita que la Tierra se sobrecaliente. la energía solar provoca movimientos en el fluido de la atmósfera y la hidrosfera.

HIDROSFERA La parte de agua en estado

liquido de la Tierra ocupa los océanos y otras superficies acuáticas.La hidrosfera cubre el 71 % de la superficie terrestre y contiene la mayor parte de agua del planeta.

ATMOSFERA La atmósfera es la capa de gas que rodea a un cuerpo celeste . Los gases son atraídos por la gravedad del cuerpo, y se mantienen en ella si la gravedad es suficiente y la temperatura de la atmósfera es baja. Algunos planetas están formados principalmente por gases, por lo que tienen atmósferas muy profundas

CRIOSFERA• Este componente del planeta

formado por hielo y conocido como criosfera incluye los glaciares y los casquetes polares. Gran parte del agua dulce del planeta se encuentra en la criosfera.

LITOSFERA La litosfera es la parte sólida de la

Tierra e incluye la tierra  las rocas sobre las que vivimos. En ella están los nutrientes que provienen de la atmósfera, de los cuales se alimentan las plantas en la biosfera.

BIOSFERA Hasta donde sabemos, la Tierra es

única entre todos los planetas porque hay vida en su sistema. La biosfera la forman los animales, las plantas y otros organismos, así como materia orgánica en descomposición.

INTERACCION DE LA BIOSFERA Las plantas de color verde

contienen clorofila, que les ayuda a transformar la luz solar en carbohidratos mediante la fotosíntesis. Como consecuencia liberan oxigeno a la atmósfera.

    El Sol, fuente de vida y origen de las demás formas de energía que el ser humano ha utilizado desde los albores de la historia, puede satisfacer todas nuestras necesidades si aprendemos cómo aprovechar de forma racional la luz que continuamente derrama sobre el planeta. Ha brillado en el cielo desde hace unos cinco mil millones de años, y se calcula que todavía no ha llegado ni a la mitad de su existencia.

La energía solar

TIPOS DE ENERGIA SOLAR Energía solar térmica:Llamamos energía solar térmica a la energía proveniente del sol, que nosotros utilizamos en forma de calor. Existen muchas variantes de la energía solar térmica, nos vamos a centrar en la energía solar térmica de baja temperatura, y en la solar de media y alta temperatura, o termoeléctrica

Energía solar fotovoltaica:La energía solar fotovoltaica es la energía obtenida por la radiación electromagnética del sol al convertirse la luz en energía eléctrica de corriente continua.A veces se confunde y se piensa que la energía solar fotovoltaica proviene de la energía calorífica del sol, y que las placas solares térmicas son lo mismo que las placas solares fotovoltaicas. Sin embargo, no es lo mismo. La energía solar fotovoltaica se produce debido al efecto fotoeléctrico explicado anteriormente.

ENERGIA DE LA TIERRA

Nuestro planeta cambia de formalenta pero constante por dosenergías:La energía del Sol, que provoca movimientosen la superficie: evaporación y precipitaciones,ríos, viento, oleaje… (Agentes geológicosexternos)La energía interna: CALOR que la Tierraconserva desde su origen, hace más de 5000millones de años.0.

La Tierra es una fuente de calor

El origen del calor interno del Planeta debemos buscarlo EN EL ORIGENde La Tierra, hace aproximadamente 4.600 millones de años. Una NEBULOSA comienza a girar y a CONCENTRAR LAS PARTÍCULASde polvo y gas interestelar formando el Sol y los planetas, incluida La Tierra.Al concentrarse las partículas, aumenta la masa y por tanto aumenta elCAMPO GRAVITATORIO en la zona, lo que incrementó la captura de máspartículas, formando una enorme masa girando en torno al Sol. Los IMPACTOS de nuevas partículas capturadas produjeron un aumentode la TEMPERATURA del planeta recién formado. Además, se DESINTEGRABAN ÁTOMOS INESTABLES que liberarongran cantidad de energía radiactiva. Toda esta liberación de energía permitióla fusión de la materia

LA TIERRA ES UNA FUENTE DE CALOR

En un principio la Tierra era una esferade material fundido cuyo tamaño iba

aumentando porque se iban agregandonuevos fragmentos. Los impactos deestos fragmentos aumentaban todavía

más la temperatura.

Comunidades y ecosistemas

• El El ambienteambiente es un término amplio que incluye todas las condiciones y factores es un término amplio que incluye todas las condiciones y factores

externos (vivientes y no vivientes) que le afectan a cualquier organismo o forma de externos (vivientes y no vivientes) que le afectan a cualquier organismo o forma de

vida. vida.

• La La ecologíaecología analiza las interrelaciones de los organismos con su medio ambiente analiza las interrelaciones de los organismos con su medio ambiente

físico y biótico. Es el estudio de organismos en su hábitat. Intenta explicar dónde se físico y biótico. Es el estudio de organismos en su hábitat. Intenta explicar dónde se

encuentran los organismos, cuántos hay y por qué. Busca entender de que manera encuentran los organismos, cuántos hay y por qué. Busca entender de que manera

actúa un organismo sobre su ambiente y cómo éste ambiente actúa sobre el actúa un organismo sobre su ambiente y cómo éste ambiente actúa sobre el

organismo. organismo.

Es una ciencia de síntesis, pues para comprender la compleja trama de relaciones que Es una ciencia de síntesis, pues para comprender la compleja trama de relaciones que

existen en un ecosistema toma conocimiento de botánica, zoología, fisiología, existen en un ecosistema toma conocimiento de botánica, zoología, fisiología,

genética y otras disciplinas como la física y la geologíagenética y otras disciplinas como la física y la geología ..

ECOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTEECOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTE

Organización de la materiaOrganización de la materia

Existen distintos niveles de organización de la materia de acuerdo al tamaño y a la función. Existen distintos niveles de organización de la materia de acuerdo al tamaño y a la función. Éste es un modo en que los científicos clasifican los patrones de la materia que se Éste es un modo en que los científicos clasifican los patrones de la materia que se encuentran en la naturaleza: encuentran en la naturaleza:

Universo

Galaxias

Sistemas solares

Planetas

Tierra

Biósfera

Ecosistemas

Comunidades

Poblaciones

Organismos

Sistemas de órganos

Órganos

Tejidos

Células

Protoplásma

Moléculas

Átomos

Partículas subatómicas

Poblaciones: conjunto de organismos de la misma especie que conviven en tiempo y espacio.

Organismo: unidad funcional, con un genotipo distinto que le da propiedades y características distintas.

Biósfera: Es el conjunto de organismos del planeta. El ecosistema gigante.

Comunidades: grupos de poblaciones de distintas especies que coexisten o cohabitan en tiempo y espacio. .

Ecosistemas: sistema funcional formado por una comunidad integrada en su medio.

Ámbito de la Ámbito de la ECOLOGÍAECOLOGÍA

COMUNIDAD

METAPOBLACION

POBLACION

POBLACION

POBLACION

INDIVIDUO

FLUJO GENETICO

ECOSISTEMA

¿Qué es un ecosistema?¿Qué es un ecosistema?

Cualquier comunidad biótica más o menos delimitada que

vive en cierto ambiente.

Es el conjunto formado por un sustrato físico (biotopo) y una

parte viva (biocenosis).

Son ejemplos de ecosistema un lago, un desierto, una zona

litoral, un estuario, un área de bosque amazónico, etc.

Puesto que ningún organismo puede vivir

fuera de su ambiente o sin relacionarse

con otras especies, es la unidad funcional

de la vida sostenible en la tierra.

Los ecosistemas

Un ecosistema está formado por un lugar y los seres vivos que habitan en el mismo.

Las relaciones más importantes entre los seres vivos son las que se establecen por la alimentación.

Todos los seres vivos que se alimentan unos de otros, forman una cadenaalimentaria, que empieza siempre con una planta, sigue con un herbívoroque se la come y continúa con un carnívoro que se come al herbívoro.

En un ecosistema podemos diferenciar dos tipos de elementos: los seres vivos y las condiciones físicas, que se influyen mutuamente.

LOS COMPONENTES DE UN ECOSISTEMA

Seres vivos Condiciones físicasAnimales, plantas, ... Aire, agua, luz, ...

Ecosistema

Componentes de un ecosistemaComponentes de un ecosistema

Ecosistema y ecotono

El ecotono conforma un hábitat característico que alberga especies que El ecotono conforma un hábitat característico que alberga especies que no se encuentran en los ecosistemas que lo rodean.no se encuentran en los ecosistemas que lo rodean.

Ecosistema 1 Ecosistema 2Ecotono (pantano)

Ecosistema terrestre

Ecosistema acuático

Ecosistema de transición

• Recordemos que los ecosistemas se agrupan cuando son

similares en clases mayores llamadas biomasbiomas y, que si

agrupamos todos los ecosistemas o biomas en uno solo,

formamos la biosferabiosfera.

Entonces reflexionemos

¿H¿Hasta que grado podemos afectar, trastornar o destruir asta que grado podemos afectar, trastornar o destruir un ecosistema y no afectar a la biosferaun ecosistema y no afectar a la biosfera??

¿Y¿Y en que medida es posible alterar parámetros globales en que medida es posible alterar parámetros globales como la atmósfera o la temperatura antes de influir en como la atmósfera o la temperatura antes de influir en todos los ecosistemas de la tierra todos los ecosistemas de la tierra ??

HHay 2 aspectos fundamentales en cualquier ecosistema:ay 2 aspectos fundamentales en cualquier ecosistema:

LOS FACTORES AMBIENTALES ABIÓTICOS

LA ESTRUCTURA BIÓTICA

3 categorías de organismo:

Productores: elaboran su propio alimento. Principalmente plantas verdes. Son los que con la energía de la luz convierten las sustancias inorgánicas en orgánicas.

Consumidores: se alimentan de los productores o de otros consumidores.

Saprofitos y descomponedores: se alimentan de materia orgánica muerta.

Basada en las relaciones de alimentación

Principales:

Régimen de lluvias: monto y distribución anual y humedad del suelo. Temperatura: extremos de frio y calor, promedio. Luz Viento Nutrientes químicos PH (acidez) Salinidad Incendios

Agentes físicos y químicos.

FUNCIONAMIENTO DE LOS ECOSISTEMASFUNCIONAMIENTO DE LOS ECOSISTEMAS

Los ciclos de los nutrientes.Los ciclos de los nutrientes.

Productores

Los productos y subproductos de cada grupo de organismo

(productores, consumidores, saprofitos y descomponedores) son

la comida y los nutrientes esenciales del otro.

ConsumidoresSaprófitos y

descomponedores

Autótofos: elaboran su propia materia

orgánica

Heterótrofos: se alimentan de materia orgánica para obtener energía

Plantas verdes, bacterias fotosintéticas y bacterias

quimiosintéticas

Primaros (herbívoros), Omnívoros (herbívoros o carnívoros), Secundarios (se alimentan de los primarios), de Orden superior (se alimentan de otros carnívoros) y Parásitos (toman como huésped a otra planta o animal)

Descomponedores (se alimentan de putrefacción) Saprófitos primarios (se alimentan de

detritos) y Saprófitos secundarios

La materia orgánica y el oxígeno que producen las plantas verdes son los alimentos y el oxigeno que necesitan los heterótrofos. Y el dióxido de carbono y otros desechos que éstos generan son exactamente los nutrientes que necesitan las

plantas.

La energía en el ecosistemaLa energía en el ecosistemaRelaciones alimentariasRelaciones alimentarias

Niveles tróficos: Productores, consumidores, descomponedoresNiveles tróficos: Productores, consumidores, descomponedoresEl ecosistema concebido como un flujo de materia y energía

Parte del flujo de materia y energía se plasma en las relaciones tróficas

entre los niveles tróficos

PRODUCTORES

Autótrofos fotosintéticos que utilizan luz como

fuente de energía y CO2 como fuente de

C

HERBÍVOROS Heterótrofos que se nutren de la materia orgánica fabricada por los Productores

CARNÍVOROS I

Heterótrofos - Se nutren de los herbívoros

CARNÍVOROS II

Heterótrofos Se nutren de los carnívoros I

DESCOMPONEDORES Heterótrofos – Se nutren de detritos (hongos, bacterias)

DETRITÍVOROS

La energía en el ecosistemaRelaciones alimentarias

Cadenas y redes tróficas (I)

PRODUCTORES HERBÍVOROS CARNÍVOROS I CARNÍVOROS II

Consumidores primarios

Consumidores secundarios

Consumidores terciarios

NIVELES TRÓFICOS

En las cadenas alimentarias, el representante del nivel En las cadenas alimentarias, el representante del nivel trófico superior se come al representante del nivel trófico superior se come al representante del nivel trófico inferior, originando una relación lineal de la trófico inferior, originando una relación lineal de la energía.energía.

Las comunidades rara vez muestran cadenas Las comunidades rara vez muestran cadenas alimentarias con consumidores primarios secundarios y alimentarias con consumidores primarios secundarios y terciarios.terciarios.

Normalmente forman redes o tramas alimentarias Normalmente forman redes o tramas alimentarias donde muchas cadenas se interrelacionan. donde muchas cadenas se interrelacionan.

Muchas veces los animales que comen de todo y el Muchas veces los animales que comen de todo y el hombre ( omnívoro) actúa en diferentes momentos como hombre ( omnívoro) actúa en diferentes momentos como consumidor primario , secundario o terciario.consumidor primario , secundario o terciario.

      

Cadenas AlimentariasCadenas Alimentarias

La energía en la cadena alimentaria

La energía en la cadena alimentaria

En los seres vivos la energía fluye a lo largo de las En los seres vivos la energía fluye a lo largo de las comunidades.comunidades.

Cada categoría de organismo se llama nivel trófico ( que Cada categoría de organismo se llama nivel trófico ( que significa nivel de alimentación).significa nivel de alimentación).

Los productores, desde las bacterias hasta los árboles Los productores, desde las bacterias hasta los árboles más grandes como el alerce, obtienen su energía más grandes como el alerce, obtienen su energía directamente de la luz solar.directamente de la luz solar.

Los consumidores forman varios niveles tróficos y Los consumidores forman varios niveles tróficos y algunos, incluso, cambian de niveles al comer algunos, incluso, cambian de niveles al comer organismos de diferentes niveles.organismos de diferentes niveles.

Así por ejemplo, los gorriones comen semillas o insectosAsí por ejemplo, los gorriones comen semillas o insectos

La energía en el ecosistemaTransferencia de energía en una cadena trófica

Pérdidas por calor en respiración

Energía química (glucosa)

1% de energía luminosa

Incremento biomasa aprovechable por herbívoros (10%)

Energía luminosa

Restos no aprovechables por el nivel trófico

siguiente

La energía en el ecosistemaFlujo de materia y energía en el ecosistema (I)

10% 10% 10%

Flujo de materia: cerrado •••••• Flujo de energía: abierto

Pérdida de energía

Humus edáfico

Na, K, Mg, Ca, Sulfatos, nitratos, fosfatos

La energía en el ecosistemaFlujo de materia y energía en el ecosistema (II)

Flujo de energía en la biocenosis. Tamaños de los recuadros, anchura de flechas y cifras de unidades de energía (u. e.) sugieren el modelo general de flujo energético.

Pérdida de energía por reflexión e ineficacia fotosintética

Pérdidas de energía por respiración

Pérdidas de energía y de materia hacia

los descomponedores

¿Son todas las flechas del mismo ancho?

Niveles TróficosNiveles Tróficos

FUNCIONES DE LOS ORGANISMOS EN CADA COMUNIDAD

FUNCIONES DE LOS ORGANISMOS EN CADA COMUNIDAD

Los organismos fotosintéticos se llaman productores, Los organismos fotosintéticos se llaman productores, porque producen alimento para ellos mismos. porque producen alimento para ellos mismos.

Además, en forma indirecta, producen alimento para Además, en forma indirecta, producen alimento para casi todas las otras formas de vidacasi todas las otras formas de vida

Los organismos que no pueden fotosintetizar, no Los organismos que no pueden fotosintetizar, no producen alimento por sí mismos, sino que deben producen alimento por sí mismos, sino que deben adquirir la energía que se encuentra en las moléculas de adquirir la energía que se encuentra en las moléculas de los cuerpos de otros organismos. los cuerpos de otros organismos.

Estos organismos se llaman consumidores Estos organismos se llaman consumidores

Pirámide Pirámide AlimentariaAlimentaria

DEPREDADORESDEPREDADORES

CARNÍVOROSCARNÍVOROS

HERBÍVOROSHERBÍVOROS

PRODUCTORESPRODUCTORES

DESCOMPONEDORESDESCOMPONEDORES

En una pirámide En una pirámide se se aprecia la estructura alimentaria aprecia la estructura alimentaria de un ecosistema en donde de un ecosistema en donde conviven productores, conviven productores, consumidores y descomponedores.consumidores y descomponedores.

Los vegetales elaboran materia Los vegetales elaboran materia orgánica a través de la fotosíntesis. orgánica a través de la fotosíntesis.

Los herbívoros se alimentan de Los herbívoros se alimentan de ellos, y a su vez son comidos por ellos, y a su vez son comidos por predadores o carnívoros. predadores o carnívoros.

Cuando estos organismos van Cuando estos organismos van muriendo, sus restos son muriendo, sus restos son transformados en sustancias transformados en sustancias asimilables por la plantas, proceso asimilables por la plantas, proceso en el que intervienen los en el que intervienen los organismos descomponedoresorganismos descomponedores

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

Pirámide alimenticiaPirámide alimenticia

Son esquemas que se utilizan para representar cuantitativamente las relaciones tróficas entre los distintos niveles de un ecosistema.

Se utilizan barras superpuestas que suelen tener una altura constante y una longitud proporcional al parámetro elegido, de manera que el área representada es proporcional al valor del parámetro que se mide.

El nivel DESCOMPONEDORES no se suele representar, ya que es difícil de cuantificar.

Se suelen usar tres tipos de pirámides:

1. Pirámides de energía, 2. Pirámides de biomasa 3. Pirámides de números.

La energía en el ecosistemaLa energía en el ecosistemaPirámides ecológicasPirámides ecológicas

La energía en el ecosistemaLa energía en el ecosistemaPirámides ecológicasPirámides ecológicas

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

Cada nivel trófico está representado por un rectángulo (o paralelepípedo, si 3D)

El ancho del rectángulo es

proporcional al valor de la variable

estudiada (en este caso, biomasa)

Todas las alturas de los rectángulos son

iguales

En la base se sitúan los productores

El resto de los pisos representa al resto de los

niveles tróficos

Pirámide de biomasa en los Silver Springs (Florida), surgencias de agua templada de temperatura constante

Los descomponedores, a veces, se representan

mediante un rectángulo

perpendicular al de los productores y apoyado en éste

La energía en el ecosistemaLa energía en el ecosistemaPirámides ecológicasPirámides ecológicas

El rectángulo que representa a los productores es siempre el mayor, indicando la cantidad de energía necesaria para

sostener el resto de la biocenosis

Pirámide de energía

Pirámides de números

Pirámides de biomasa

Las pirámides de biomasa o números pueden ser invertidas cuando los productores representan poca masa, pero tienen altas tasas de renovación

de sus poblaciones, lo que garantiza un rendimiento fotosintético asegurado para el siguiente nivel trófico

Muchos herbívoros, pero pocas encinas

Las especies herbáceas son más pequeñas, pero mas numerosas

Productores con muy poca biomasa, pero altas tasas de renovación de sus poblaciones

En un ecosistema acuático la biodiversidad, o número de especies vegetales y En un ecosistema acuático la biodiversidad, o número de especies vegetales y animales que habitan en él, es menor que en uno terrestre. La base nutritiva está animales que habitan en él, es menor que en uno terrestre. La base nutritiva está en el fitoplancton y en el zooplancton.en el fitoplancton y en el zooplancton.La escala va en ascenso desde los peces y batracios hasta las aves acuáticas como La escala va en ascenso desde los peces y batracios hasta las aves acuáticas como el pato, y aéreas como el águila.el pato, y aéreas como el águila.

Ecosistema acuático

La energía en el ecosistemaLa energía en el ecosistemaRelaciones alimentariasRelaciones alimentarias

Cadenas y redes tróficas (II)Cadenas y redes tróficas (II)

CI

PCI P

CI

CII

CII

CII

CIII

CII

CIII

X

X

La red Trófica del marLa red Trófica del mar

Ecosistema de una lagunaEcosistema de una laguna

Ecosistema de la sabana africanaEcosistema de la sabana africana

Animales herbívoros

Animales carnívoros

Animales depredadores

Ecosistema de un bosqueEcosistema de un bosque

1. 1. ¿Qué sucedería en el ecosistema si se suprimiera el grupo de los descomponedores?¿Qué sucedería en el ecosistema si se suprimiera el grupo de los descomponedores?2. ¿Qué sucedería si se destruyera el grupo de organismos productores?. Fundamenta tu 2. ¿Qué sucedería si se destruyera el grupo de organismos productores?. Fundamenta tu respuestarespuesta..3. La estabilidad de un ecosistema es mayor mientras más grande sea la complejidad de sus 3. La estabilidad de un ecosistema es mayor mientras más grande sea la complejidad de sus

relaciones. ¿Te parece acertada esta afirmación? Fundamenta tu respuestarelaciones. ¿Te parece acertada esta afirmación? Fundamenta tu respuesta ..

La energía en el ecosistemaLa energía en el ecosistema¿Cómo se mide la energía en el ecosistema? ¿Cómo se mide la energía en el ecosistema?

• BIOMASA– Cantidad de materia orgánica que compone un ser vivo, una población, un nivel trófico o una

biocenosis

– Expresable como kg/m2, t/ha, kj/m2, kcal/m2, g de C/L, etc. (1 j = 0,24 cal)

• PRODUCCIÓN– Incremento de biomasa por unidad de tiempo en un ser vivo, una población, un nivel trófico o

una biocenosis

– Expresable como kg/m2/año, kj/m2/año, kcal/m2/año, g de C/L/año• Producción Primaria Bruta (PPB): Incremento de biomasa (nuevas hojas, más raíces, flores, etc.)

en los productores debida a la fotosíntesis

• Producción Primaria Neta (PPN): Incremento de biomasa en productores en un determinado tiempo, resultante de restar a la PPB lo consumido por los propios productores en respiración (R) (parte de la glucosa sintetizada se consume): PPB – R = PPN

• Producción Secundaria Neta (PSN): Incremento de biomasa en un determinado tiempo en los diferentes niveles de consumidores. Resultante de restar a la biomasa ingerida (la disponible como PPN del nivel trófico anterior) la consumida por respiración (glucolisis u otros procesos) y la no aprovechada (desechos)

• Producción neta de un ecosistema (PNE): Incremento de biomasa que ha tenido lugar en un ecosistema en un determinado tiempo debida a la fotosíntesis tras restarle todo lo consumido por la respiración de todos los niveles tróficos

ProductividadProductividad

Es la relación entre la producción y la biomasa.

p = P / B

La productividad bruta será :

pB = PB / B

La productividad neta (o tasa de renovación):

pN = r = PN / B

La tasa de renovación varía entre 0 y 1, e indica la producción de nueva biomasa en cada nivel trófico en relación con la existente.

La energía en el ecosistemaLa energía en el ecosistema¿Cómo se mide la energía en el ecosistema?¿Cómo se mide la energía en el ecosistema?

• En la siguiente tabla aparecen datos de la producción de dos ecosistemas: un campo de cultivo (baja diversidad específica y alto estrés) y un bosque ecuatorial (alta diversidad específica, bajo estrés)

• A) Compáralos y justifica las diferencias• B) ¿Qué pasaría si en un ecosistema la PNE fuese negativa?

Campo de cultivo (kcal/m2/año) Bosque ecuatorial (kcal/m2/año)

PPB (producción primaria bruta) 54,2 100

RA (respiración de los productores) 20,1 71,1

PPN (producción primaria neta) 34 28,8

RH (respiración resto niveles tróficos) 1,8 28,8

PNE (producción neta del ecosistema)

32,2 0

RH = Respiración de heterótrofos

PPN = PPB - RARA = Respiración de autótrofos

PNE = PPN - RH

Productividad y tiempo de renovaciónProductividad y tiempo de renovaciónLa tasa de renovación es en muchos casos un parámetro mucho mejor que la producción neta para valorar el flujo de energía de un ecosistema.

Por ejemplo: El plancton tiene una producción menor que los vegetales terrestres, sin embargo tienen una mayor productividad por que su tasa de reproducción es muy alta y se renuevan muy rápidamente.

Por este motivo la biomasa que habitualmente es menor a medida que subimos en los escalones de la pirámide trófica, en este caso es al revés y la biomasa es mayor en los herbívoros que en los productores.

Cuando se empieza a colonizar un territorio la productividad es muy alta, a medida que el territorio se va colonizando y se alcanza la estabilidad la biomasa alcanza un valor máximo y la productividad es mínima.

• En un cultivo agrícola la tasa de renovación sería próxima a 1. • En un pastizal sería entre 0 y 1. • En un bosque maduro sería cercana al 0.

Un ecosistema estable y muy organizado, tiene una gran cantidad de biomasa y una gran biodiversidad, pero su productividad es baja y disminuye el flujo de energía: entra mucha energía pero se gasta manteniendo una gran cantidad de biomasa. •La selva tropical tiene una producción muy alta pero una productividad cercana al 0 •En las explotaciones agrícolas, el ser humano extrae del ecosistema una gran parte o la totalidad de la biomasa al final de la temporada. Esto disminuye los gastos por respiración y un aumento de la productividad. Sin embargo debe reponerse al suelo la materia extraída.

Ciclos biogeoquímicosCiclos biogeoquímicosLos elementos más importantes que forman parte de la materia viva están presentes en la atmósfera, hidrosfera y geosfera y son incorporados por los seres vivos a sus tejidos.

De esta manera, siguen un ciclo biogeoquímico que tiene una zona abiótica y una zona biótica.

La primera suele contener grandes cantidades de elementos biogeoquímicos pero el flujo de los mismos es lento, tienen largos tiempos de residencia.

En la parte biótica del ciclo, el flujo es rápido pero hay poca cantidad de tales sustancias formando parte de los seres vivos.

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

Los diferentes elementos químicos pasan del suelo, el agua o el aire a los organismos y de unos seres vivos

a otros, hasta que vuelven, cerrándose el ciclo, al suelo o al agua o al aire. 

GASEOSOS

SEDIMENTARIOS

atmósfera – océanos

suelo-rocas-minerales

La energía en el ecosistemaLa energía en el ecosistemaCiclos biogeoquímicosCiclos biogeoquímicos

El ciclo del carbonoEl ciclo del carbono

Ciclo petrogenéticoPlancton

Fermentación

La energía en el ecosistemaLa energía en el ecosistemaCiclos biogeoquímicosCiclos biogeoquímicosEl ciclo del nitrógenoEl ciclo del nitrógeno

Rhizobium

NO3-

Ciclo del Nitrógeno Nitrógeno

Componente esencial de las proteínas y de la atmósfera

Estado gaseoso(N2)

Debe fijarse para su utilización

Acción química de alta energía

Biológico

Bacterias fijadoras de nitrógeno

Radiación cósmica

Relámpagos y rayos