UNIDAD 3: DINÁMICA DE LA BIOSFERA. … · Esto supone una rebaja importante de los niveles de...

II Ciencias de la Tierra y Medioambientales. 2º Bachillerato.

Belén Ruiz

IES Santa Clara.

CTMA 2º BACHILLER

Dpto Biología y Geología

UNIDAD 3: DINÁMICA DE LA BIOSFERA. PROBLEMÁTICA Y

GESTIÓN SOSTENIBLE II.

http://biologiageologiaiessantaclarabelenruiz.wordpress.com/2o-bachillerato/ctma/

LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

Camino que sigue la materia que escapa

de la biosfera hacia otros subsistemas

terrestres (A, H, L) antes de retornar a la B.

El tiempo de permanencia de los

elementos en los distintos subsistemas es

muy variable.

Se llama reserva o almacén al lugar

donde la permanencia es máxima.

Los ciclos tienden a ser cerrados.

Las actividades humanas ocasionan apertura y

aceleración de los ciclos contraviniendo el principio de

sostenibilidad de reciclar al máximo la materia.

Esto origina que se escapen nutrientes y se produzcan

desechos

El carbono se encuentra:

– Atmósfera: CO2 (367ppm), CO (0,1 ppm), CH4

(1,6 ppm)

– Litosfera: Rocas carbonatadas, rocas

silicatadas.

– Hidrosfera: bicarbonatos (HCO3-).

– Biosfera: materia orgánica + caparazones +

esqueletos

CICLO DEL CARBONO I

EL CICLO DEL CARBONO I

El principal depósito es la atmósfera

El ciclo biológico del C es la propia Biosfera quien controla los

intercambios de este elemento con la atmósfera …

Se fija por la fotosíntesis y el intercambio por difusión directa con la hidrosfera

Se devuelve a la atmósfera por la respiración de seres vivos

El ciclo biológico moviliza cada año el 5 % del CO2 atmosférico en 20

años se renueva totalmente.

Sumideros fósiles:

Almacén de Carbono

La materia orgánica sepultada y en ausencia de oxígeno

fermentaciones bacterianas que la transforman en carbones y petróleos

Esto supone una rebaja importante de los niveles de dióxido de C en la

atmósfera

El retorno del CO2 almacenado durante millones de años por erupciones

volcánicas, a la atmósfera.

A) CICLO BIOLÓGICO:

B) CICLO BIOGEOQUÍMICO: CONTROLA LA TRANSFERENCIA ENTRE LA BIOSFERA Y DEMÁS SUBSISTEMAS.

CICLO DEL CARBONO II

FOTOSÍNTESIS RETIENE CO2

RESPIRACIÓN Y

DESCOMPOSICIÓN LIBERACIÓN CO2

• CICLO BIOGEOQUÍMICO:

a. CO2 DE LA ATMÓSFERA A LA LITOSFERA

b. CO2 DE LA LITOSFERA A LA ATMÓSFERA.

c. SUMIDEROS

– FÓSILES

– FORMACIÓN ROCAS CALIZAS.

CICLO DEL CARBONO III

atmósfera => hidrosfera =>litosfera

a. CO2 DE LA ATMÓSFERA A LA LITOSFERA

atmósfera => hidrosfera =>litosfera

• Rocas carbonatadas:

H2O + CO2 => H2CO3 (ácido carbónico)

H2CO3 + CaCO3 (carbonato de calcio) => Ca(HCO3)2

(hidrogenocarbonato de calcio).

Ca(HCO3)2 => CaCO3 + H2O + CO2

CICLO DEL CARBONO IV

ESQUELETO CÁLCICOS DE LOS

ANIMALES MARINOS

ACABARÁ EN LOS SEDIMENTOS TRAS

SU MUERTE: CALIZAS: SUMIDERO

ATMÓSFERA

No presenta

perdida neta de

CO2 atmosférico

CICLO DEL CARBONO V

• Rocas silicatadas:

2H2O + 2CO2 =>2 H2CO3 (ácido carbónico)

2H2CO3 + CaSiO3 (silicato de calcio) => Ca(HCO3)2

(hidrogenocarbonato de calcio) + SiO2.

Ca(HCO3)2 => CaCO3 + H2O + CO2

ESQUELETO CÁLCICOS DE LOS

ANIMALES MARINOS

ACABARA EN LOS SEDIMENTOS TRAS

SU MUERTE SEDIMENTOS TRAS

SU MUERTE: CALIZAS: SUMIDERO

ATMÓSFERA

Se han requerido

2 moléculas

de CO2 atmosférico

y se ha devuelto

sólo 1.

Actúa como

SUMIDERO

b. CO2 DE LA LITOSFERA A LA ATMÓSFERA.

Enterramiento rocas => libera CO2(erupciones

volcánicas).

c. Sumideros.

CICLO DEL CARBONO VI

CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2

Materia orgánica => carbón y petróleo

Esqueleto de CaCO3 CALIZAS

Ingentes cantidades de C fueron retiradas de la atmósfera mediante

este último proceso, lo que explica que descendiese el CO2 atmosférico

EL CICLO DEL CARBONO VI

ROCAS CARBONATADAS

CO2 + H2O + CaCO3 Ca2+ + 2HCO3- 1

ROCAS SILICATADAS

2CO2 + H2O CaSiO3+ 2HCO3-Ca2+ + + SiO2

2

En el mar, los animales marinos transforman el bicarbonato y los iones de Calcio

en carbonato que incorporan en sus tejidos endurecidos

2HCO3- + Ca2+ CaCO3 + CO2 + H2O 3

Balances1 + 3

El carbonato formará parte de los sedimentos

No hay pérdidas netas del dióxido atmosférico

2 + 3 Sólo devuelven a la atmósfera 1 CO2 sumideros

DESAJUSTA EL EFECTO INVERNADERO:

• LIBERA CO2 COMO RESULTADO DE LA COMBUSTIÓN DEL CARBÓN,

PETRÓLEO Y GAS NATURAL (5.5 GtC) (20% del gas natural, 40%

combustión del carbón, y 40% del petróleo.

• 1,6 GtC de la deforestación.

TOTAL 7.1 GtC al año de CO2 entra a la atmósfera => sólo un 2.4- 3.2 GtC

permanece en la atmósfera. El resto es utilizado por los seres vivos=>

– Difunde a los océanos y allí es absorbido por el fitoplancton (2.4

GtC/año)

– El crecimiento de los arboles fija 0.5 GtC al año.

Entre un 1-1.8 GtC/año debido a la complejidad del ciclo no se sabe dónde se

encuentra.

La cantidad de carbono en GTC en otras reservas son:

Atmósfera: 750

Biomasa: 650

Suelo: 1,500

Océanos: 1,750

CICLO DEL CARBONO: INTERVENCIÓN HUMANA

Desde la época preindustrial

los humanos hemos añadido

200 GTC a la atmósfera

http://www.ebooksampleoup.com/ecommerce/view.jsp?ID=000777721d4f838996e8a

La cantidad de

carbono en la Tierra

es una cantidad

finita aunque se

tiene una idea

aproximada de

adónde va. El

diagrama muestra

los almacenes de

carbono y su flujo

en gigagtoneladas

de carbono (GtC).

1 GtC = 109

toneladas

EL CICLO DEL CARBONO VIII

CO2 atmosférico

Fotosíntesis

Productores

Difusión directa:

paso a la hidrosfera

Consumidores

Restos orgánicos

DescomponedoresCombustibles

fósiles Enterramiento

geológico

Extracción

Combustión CO2 disuelto

Ecosistemas acuáticos

Rocas calizas

carbonatadas

y silicatos cálcicos

Ciclo de la rocas

Erupciones volcánicas

CICLO DEL CARBONO VIII

CO2 ATMÓSFERA

BIOSFERA

FOTOSÍNTESIS

RESPIRACIÓN

RESTOS DE

MATERIA ÓRGANICA

DESCOMPOSICIÓN

SUMIDERO

COMBUSTIBLES FÓSILES

ANAERÓBICAS

LITOSFERA

CaCO3 + SiO2 => CaSiO3 + CO2

ERUPCIONES VOLCÁNICAS

X el proceso de

Se acumula en la

desprendenHIDROSFERA

Enterramiento rocas

combustión

ESQUELETO CÁLCICO

ORGANISMO MARINOS

SUMIDERO: CALIZA

CICLO DEL CARBONO IX

INDICADOR CO2 CO CH4 N2O CFC

Tiempo de vida en

la atmósfera20

(años)

1-2

meses10(años)

150

(años)

130

(años)

Fuente: Grupo intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC): Tercer Informe de Evaluación

2001.

El nitrógeno se encuentra:

– Atmósfera:

• N2 (78%);

• NH3 : erupciones volcánicas. Putrefacción de la

materia orgánica.

• Óxidos de Nitrógeno: NO, N2O, NO2 : tormentas

eléctricas (a partir de N2); erupciones volcánicas.

– Litosfera (Suelo): Nitratos, Nitritos.

– Hidrosfera: ácido nítrico.

– Biosfera: materia orgánica (esencial en proteínas,

ácidos nucleídos (ADN y ARN) y nucleótidos).

CICLO DEL NITRÓGENO

Reservas de Nitrógeno

(almacén y sumidero)Flujo de nitrógeno

Biomasa

(organismos)

Suelo.

Combustibles

fósiles.

Atmósfera

Hidrosfera

Fijación del Nitrógeno (atmosférica y

biológica)

Nitrificación.

Desnitrificación.

Alimentación (absorción, asimilación,

consumo)

Excreción.

Muerte y descomposición

En la atmósfera existe un 78% de N2 (es el gas más abundante, es inerte

por lo que no está disponible para casi todos los seres vivos (animales

y plantas) solamente los microorganismos fijadores del N2 atmosférico

pueden utilizarlo.

Para que las plantas aprovechen el nitrógeno del suelo, este tiene que

estar en forma de nitratos (NO3-) y de ión amonio (NH4

+). Cuando las

plantas lo asimilan pasa el nitrógeno a las plantas que lo absorben y

con ello se transfiere a los demás seres vivos en forma de aminoácidos

(aa) y nucleótidos)

CICLO DEL NITRÓGENOFIJACIÓN DEL NITRÓGENO ATMOSFÉRICO

a) Atmósfera:

b) Atmósfera-Biosfera:

N2 (inerte) + O2 NOX (ÓXIDOS DE NITRÓGENO)

descargas eléctricas (tormentas)

NOX (ÓXIDOS DE NITRÓGENO) + H2O (VAPOR DE AGUA) ÁCIDO NÍTRICO

N2 ATMOSFÉRICO NITRATOS NO-3

FIJACIÓN BIOLÓGICA DEL NITRÓGENO

PLANTAS

1. BACTERIAS VIDA LIBRE EN EL SUELO: Azotobacter (SUELO).

2. BACTERIAS SIMBIÓTICAS CON LAS RAÍCES LEGUMINOSAS: Rhizobium. (Las plantas

proporcionan azúcar de la fotosíntesis y la bacteria le proporciona los nitratos)

3. CIANOBACTERIAS (Nostoc, antes llamadas algas verde azules) (que viven en el suelo o el agua.

Son las que causan la gran productividad de los campos de arroz en Asia, mucho ha sido

producido durante siglos e incluso miles de años por ellas sin necesidad de el nitrógeno de los

Fertilizantes.

4. HONGOS: Frankia, FORMA NÓDULOS RADICULARES CON EL ALISO, ÁRBOL DEL PARAISO,

FIJACIÓN ATMOSFÉRICA DEL NITRÓGENO

Sales minerales(nutrientes vegetales)

NITRATOS

http://web.uconn.edu/mcbstaff/benson/Frankia/Frankia

Taxonomy.htm

b) Atmósfera-Litosfera- Biosfera:

c) Biosfera – Litosfera-Biosfera:

NH3 NO-2 (NITRITOS) NO-

3 (NITRATOS)

NITROSOMAS NITROBACTER

PLANTAS

b) NITRIFICACIÓN: OXIDACIÓN. DESCOMPONEDORES

ÁCIDO NÍTRICO NO-3 (NITRATOS) PLANTAS

a) FORMACIÓN DE NITRATOS A PARTIR DE ÁCIDO NÍTRICO


nitrosación nitración

N2 (ATMÓSFERA)Pseudomonas desnitrificantes

Condiciones anaeróbicas o en terrenos anegados

c) DESNITRIFICACIÓN:

perdida

d) DESCOMPOSICIÓN: (proporciona más nitratos que los procesos de

fijación) (organismos descomponedores (bacterias y hongos)

NITROSOMASNITROBACTER

PLANTAS


e) ASIMILACIÓN: por las productores que asimilan el nitrógeno para producir

Biomoléculas orgánicas (aa, bases nitrogenadas que forman los

Nucleótidos y los ácidos nucleicos (ADN y ARN)

RESTOS ORGÁNICOS NH3

NITRITOS

NO2-

NITRATOS

NO3-

N2 (78%)

ATMOSFERA

NITROSOMAS

NITRATOS

NO3-RESTOS ORGÁNICOS

DESCOMPONEDORES

BACTERIAS DESNITRIFICANTES

CICLO DEL NITRÓGENO IV

NH3, NO, nitritos

DESCOMPONEDORES

NOx (NO,NO2, N2O)Fijación atmosférica

(tormentas eléctricas)

NOX + H2O Ácido nítrico

volcanes

Fijación biológica

(Bacterias

=azotobacter,

cianobacterias,

rhizobium; Hongos =

Frankia)

NH3

NO2- NITROBACTER

ABONO

EL CICLO DEL NITRÓGENO IV

N2 atmosférico Fijación

Industrial

NITRATOS

atmosféricaBiológica

ProductoresConsumidores

Descomponedores

Disolución y

transporte

Medio

acuático

Procesos de putrefacción de

la materia orgánica muerta

NH3

Bacterias desnitrificantes

Erupciones

volcánicas

– AÑADIR NITRÓGENO AL CICLO POR:

FIJACIÓN INDUSTRIAL (HABER): N2 ATMOSFÉRICA => NH3 + NITRATOS .

FIJACIÓN BIOLÓGICA: plantaciones de leguminosas que contienen en los

nódulos (raíces) bacterias fijadoras del nitrógeno atmosférico. Cuando estas

plantas se descomponen enriquecen el suelo de nitratos.

– RETIRADA DE LOS ANIMALES Y PLANTAS PARA ALIMENTARSE, se extrae el

nitrógeno del ciclo, y puede terminar en las aguas residuales.

– COMBUSTIÓN ALTAS TEMPERATURAS: CÁMARAS COMBUSTIÓN MOTORES:

AIRE CON O2 + N2 => NO2 (VA A LA ATMÓSFERA) + VAPOR AGUA => ÁCIDO

NÍTRICO (LLUVIA ÁCIDA) => SUELO => NITRATOS SUELO.

– SUELO ANEGADO: actúan las bacterias desnitrificantes empobreciendo el suelo de

nitratos y liberando el nitrógeno a la atmósfera.

– SUELO PERMEABLE (SUELO ARENOSO): se produce la lixiviación de los nitratos

hacia los ríos, lagos y mares, produciendo eutrofización.

– ABONADO EXCESIVO: LIBERACIÓN EXCESIVA DE N2O=> EFECTO

INVERNADERO.

EXCESIVA FERTILIZACIÓN SUELO: FERTILIDAD (ESCASEAN OTROS

NUTRIENTES ESENCIALES)

LOS NITRATOS VAN A LAS AGUAS => EUTROFIZACIÓN.

NITRATOS => TUBO DIGESTIVO NITRITOS =>GASTROENTERITIS, DIARREAS,

COLOR AZULADO EN LOS BEBES.

CICLO DEL NITRÓGENO V.INTERVENCIÓN HUMANA

EL CICLO DEL NITRÓGENO

Procesos

de combustión

a altas

temperaturasmotores

Reacción de N2 y O2

NO2

+ vapor

de aguaÁcido nítricoLluvia ácidaNitratos Suelo

Fijación industrial

y

abonado excesivo

Liberación de

N2O a la

atmósfera

Potente gas

de efecto

invernadero

Fertilización excesiva

Aumenta el crecimiento vegetalEscasez de otros nutrientes:

calcio, magnesio, etc

Eutrofización

del medio

acuático

N2

FIJACIÓN

BIOLÓGICA ATMOSFÉRICA INDUSTRIAL

ABONO

SIMBIOSIS MICROORGANISMOS

NITRATOS

RESTOS ORGÁNICOS

DESCOMPONEDORES

DISOLUCIÓN

Y TRANSPORTE

BACTERIAS DESNITRIFICANTES

CICLO DEL NITRÓGENO V

ABONADO EXCESIVO

LOS NITRATOS

• Paco y Sara son un matrimonio que viven en un pueblo de la costa mediterránea cuyas aguaspresentan un índice de nitratos elevado. Tienen una niña que no se encuentra bien y ademáspresenta un aspecto ligeramente amoratado.

• El médico, tras reconocer al bebe, le hace unos análisis de sangre y comprueba lo que esperaba.

• Sara: ¿Es grave doctor?

• Doctor: No, después de inyectarle un mg de azul de metileno, desaparecerá el problema.

• Paco: Pero... ¿Qué es lo que le ocurre a la niña?.

• Doctor : ¿Le han dado a la niña agua del grifo?.

• Sara: Le preparo el biberón con agua del grifo, pero antes la hiervo unos minutos.

• Doctor: la niña presenta deficiencia de oxígeno en los músculos, por eso tiene ese aspectolevemente amoratado. Esto posiblemente sea por ingerir agua del grifo que posee un elevadocontenido en nitratos, lo que provoca una disfunción en la hemoglobina, que es la encargada dellevar el oxígeno a las células; y los nitratos no desaparecen hirviendo el agua.

• Paco: ¿Cómo es que el agua de esta zona tiene tantos nitratos?.

• Doctor: Porque los agricultores abonan sus cultivos con estos compuestos, que son esencialespara las plantas. Lo que ocurre es que las plantas no absorben todos los nitratos de golpe, siendoarrastrado el sobrante por el agua de riego o de lluvia hacia el subsuelo, donde se acumula en lasaguas subterráneas.

• Paco: Y claro ésta, el agua que se abastece esta ciudad, se extrae mediante pozos del subsuelo,por eso presenta nitratos.

• Doctor: Usted lo ha dicho. Así que a partir de ahora, no tomen agua del grifo, ni para beber, ni paracocinar.

• Sara: ¿Y por qué a nosotros no nos ha pasado nada?.

• Doctor: Porque esta enfermedad son susceptibles de padecerla los lactantes, siendo más rara enlos adultos.

1. Metahemoglobulinemia: los

nitritos pasan a la sangre,

impidiendo a los glóbulos rojos

captar el oxígeno.

LIBERAN EN EL AGUA NITRATOS Y FOSFATOS QUE

LLEGAN A LOS SERES VIVOS PRODUCIENDO

2. Déficit de vitamina A

3. Perturbaciones del

tiroides.

4. Problemas reproductivos

e incluso abortos.

5. Los nitritos en el interior

del cuerpo humano se

convierten en

nitrosamina que es un

agente cancerígeno.

Disminución de la

biodiversidad

6. Eutrofización: las algas

crecen en exceso => no

dejan pasar la luz => no hay

fotosíntesis => no hay O2

=> muerte de los seres

vivos del fondo de los

lagos.

FOSFATOS-RESTOS ORGÁNICOS

DESCOMPONEDORES

HIDROSFERA

CICLO DEL FOSFATO

EXCESO DE

ABONO

Liberado por

meteorización química

y física

disueltoLITOSFERA

ROCAS FOSFATADAS

ENTERRADO

EN LOS

SEDIMENTOS

ROCAS

SEDIMENTARIAS

FOSFATADAS

ACTÚA COMO

SUMIDERO

Devueltos a

los

continentes

por las aves en

forma de

GUANO

EUTROFIZACIÓN

EL CICLO DEL FÓSFORO

Sedimentos y rocas sedimentarias FOSFATOS


Descomponedores

Ecosistemas acuáticos

Retorno a tierraColonias de aves marinas

en la costa pacífica

de Sudamérica

GUANOExcrementos

CICLO DEL FOSFATO

• PRINCIPAL FACTOR LIMITANTE DE LA

PRODUCCIÓN CONTINENTAL, DONDE SON

ESCASAS LAS ROCAS FOSFATADAS. SU

EXPLOTACIÓN Y LAS PÉRDIDAS LATERALES

HACEN QUE SE VAYA HACIENDO UN ELEMENTO

CADA VEZ MÁS ESCASO.

• RECURSO NO RENOVABLE (SE CREE QUE SUS

RESERVAS DURARÁN UNOS 100 AÑOS).

• DEPENDE DEL CICLO GEOLÓGICO TARDA EN

LIBERARSE 105 – 108 AÑOS.

EL CICLO DEL FÓSFORO

El P no se presenta en forma gaseosa, no puede tomarse del aire.

La mayoría está inmovilizado en los sedimentos oceánicos.

Se libera muy lentamente, por meteorización de rocas fosfatadas.

Principal factor limitante recurso no renovable.

Fosfatos liberados por rocas fosfatadas y cenizas volcánicas son

transportadas por aguas corrientes hasta lagos o el mar precipitan

y forman los almacenes sedimentarios.

Tiempo de permanencia en ecosistemas terrestres: 100 a 10.000

años.

Tiempo de permanencia en los ecosistemas acuáticos: 1 a 10 años

El hombre elabora abonos utilizando las reservas minerales en rocas

sedimentarias.

El P es poco abundante en los seres vivos (1 % en animales y 0’2 %

en vegetales) pero importante:

Huesos, caparazones

ATP, ADN y ARN, NADP, NADPH

• El azufre se encuentra:

– Atmósfera:

• H2S; SO2; SO; H2SO4;

– Litosfera: Sulfatos.

– Hidrosfera: Sulfatos, H2S.

– Biosfera: materia orgánica.

CICLO DEL AZUFRE I

Fitoplancton => DMSP (dimetilsulfoniopropianato), al estar dotado de una carga positiva y negativa es muy higroscópico. Las algas unicelulares y fitoplancton sintetizan y acumulan

DMSP para regular la presión osmótica; durante la lisis por senescencia o cuando son ingeridas por el zooplancton, liberan DMSP al medio

BACTERIAS OCEÁNICAS=>Metabolizan el DMSP. Parte delmismo se utiliza como fuente de C yenergía; otra forma escapa a laatmósfera en forma de DMS (sulfurode dimetilo). Pero para las bacterias deDSMP constituye también una fuentede azufre, así que regulan la cantidadde DMS que liberan a la atmósferasegún sus necesidades de azufre.

La radiación ultravioleta oxida el DMS. Los aerosolesde sulfato resultantes condensan la humedad, lo queincrementa la densidad de las nubes.

las nubes limitan la cantidad de radiación que llega a la superficie terrestre, disminuyendo la temperatura. Así el DMS atenúa el efecto invernadero. Asimismo se reduce la luz que recibe el

fitoplancton, con lo que se limita la síntesis de DMSP. El ciclo del S se retroalimenta.

CH3

CH3 –s+ – CH2 – CH2 – COO-DMSP

CH3 –s – CH3

DMS

VOLCANES

H2S

SO2 SO3 H2SO4

LLUVIA ÁCIDA

SO4

2-

H2S

DESCOMPONEDORES:

TRANSFORMANTES

O2O2 H2O

DESCOMPONEDORES:

MINERALIZADORES

LIXIVIACIÓN

SO42-

SULFATOS (ROCAS)

PRECIPITACIÓN

CICLO DEL AZUFRE II

Sulfuro de hierro:

pirita Carbón

petróleo

SO4

2-

H2S gaseoso

EL CICLO DEL AZUFRE

Sulfatos: SO42-

precipitación

Yesos

Suelos: SO42-


H2S

Sulfuros de Fe

Carbones y petróleos

Pizarras y otras rocas con sulfuros

Erupciones volcánicas H2S a la atmósfera

SO2 a la atmósferaQuema de

combustibles fósilesSO3

H2SO4

EL CICLO DEL AZUFRE El principal almacén de sulfatos es la hidrosfera.

La transferencia entre la tierra y el océano es bastante lenta.

Por evaporación de lagos y mares poco profundos los sulfatos se depositan

formando yesos.

Los sulfatos son abundantes en los suelos, se pierden por lixiviado, pero son

repuestos por las lluvias.

Sólo plantas, bacterias y hongos incorporan directamente el sulfato.

SO42- SO3 H2S utilizable en la biosíntesis vegetal

Al morir los seres vivos liberan el sulfuro de hidrógeno a los demás subsistemas

terrestres.

En océanos profundos y lugares pantanosos el sulfato, en ausencia de oxígeno, se

reduce a H2S liberando oxígeno para la respiración de otros seres vivos.

El sulfuro puede alcanzar lugares oxigenados donde forma de nuevo sultato,

mediante proceso fotosintético o quimiosintético, en presencia o ausencia de luz y

por la acción de bacterias quimiosintéticas.

Los sulfuros pueden precipitar en forma de piritas. Pueden ser atrapados en

sedimentos arcillosos, carbones y petróleos.

AUTORREGULACIÓN DEL ECOSISTEMA

ECOSISTEMA MODELO => CERRADO (MATERIA)

ABIERTO (ENERGÍA)

HERBÍVOROS CARNÍVOROSPRODUCTORES - -

+ +

- -

Calor

Radiación solar

+

DESCOMPONEDORES

+

+ ++

+

AUTORREGULACIÓN


• Un ecosistema modelo es:

Cerrado para la materia y abierto para la energía,

Siendo capaz de autorregularse y permanecer en

equilibrio dinámico durante largo tiempo.

Los humanos rompen el

autocontrol de los ecosistemas

para imponer el suyo propio.

Los ecosistemas naturales se

equilibran porque hay una

amplia gama de relaciones que

los regulan.


Imagina un ecosistema

cerrado: el acuario

Tres eslabones: productores, herbívoros y

carnívoros

Bacterias descomponedoras

reciclan los nutrientes

Los bucles de realimentación negativa

estabilizan el sistema

Si sólo existieran algas

Crecimiento exponencialde la población

Escasez de nutrientesFactores limitantes

Extinción

El papel de los herbívoros

Evitan el crecimiento exponencial del alga

Rejuvenecen la poblaciónde algas al incrementarsu tasa de renovación

Enriquecen el medioen nutrientes,

a través del bucle dedescomponedores

El ecosistema es capaz de

autorregularse y permanecer en

equilibrio dinámico a lo largo del

tiempo

Si introducimos un pez rompemos el equilibrio,

habría que añadir comida y oxígeno


ECOSISTEMA MODELO + PEZ =>

HERBÍVOROS CARNÍVOROSPRODUCTORES - -

+ +

- -

CalorRadiación solar

+

DESCOMPONEDORES

+

+ ++

+

NO AUTORREGULACIÓN

O2COMIDA

• BIOCENOSIS O COMUNIDAD: CONJUNTO DE

POBLACIONES INTERRELACIONADAS.

AUTORREGULACIÓN DE LA

POBLACIÓN I

CONJUNTO DE INDIVIDUOS MISMA ESPECIE

QUE VIVEN EN UN ÁREA Y TIEMPO DETERMINADO

Límite de carga (k)

Tiempo

Nº

individuos

(N)Crecimiento

exponencialCrecimiento

logístico

Resistencia ambiental

AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN

El estado estacionario es un equilibrio

dinámico que se manifiesta por fluctuaciones

en el nº de individuos en torno al límite de

carga

Cuando el potencial biótico ( r= TN – TM) es

máximo, el crecimiento es exponencial

Con el tiempo el crecimiento se ve limitado por la

resistencia ambiental que refuerza el bucle de

realimentación negativa de las defunciones, dando lugar

a curvas logísticas

Los factores que condicionan el tamaño de la población son el potencial

biótico r = (TN-TM),y la resistencia ambiental.

¿ Qué puede pasar cuando una población sobrepasa su capacidad de

carga ?


La RESISTENCIA AMBIENTAL viene marcada por un conjunto de factores que impiden que una población alcance su máximo potencial biótico

Factores externos:Bióticos:depredadores, parásitos, enfermedades,competidoresAbióticos: escasez, clima, catástrofes, hábitats, …

Factores internos:El aumento de la densidad de población afecta negativamente a los hábitos de reproducción

Pueden ser

• Territorio sin explorar r TN

• Resistencia ambiental r TM


POBLACIÓN II

Potencial biótico r= TN-TM

Crecimiento

Explosivo. Curva en J

Crecimiento

Logístico . Curva en S

Conjunto factores que impiden que

una población alcance su máximo

potencial biótico

Factores externos

Factores internos

Bióticos: depredadores

parásitos..

Abióticos: cambio clima,

escasez alimentos,

catástrofes, gases….

Aumento densidad de

población => problemas

reproducción


r

+

TN+

TM-

RA

+

-+

- -

POBLACIÓN

Por la resistencia ambiental se producen

dos bucles de retroalimentación negativa

que afectan al potencial biótico y

controlan el nº de individuos

de la población

La resilencia es una medida de como el

sistema responde a una perturbación. Es la

habilidad del sistema a retornar a su

estado inicial después de una perturbación.

Si la resilencia es baja se entrará en un

nuevo estado.

Cuanto mayor es la resilencia del sistema

mayor perturbación puede afrontar el

sistema.

La resilencia en general es

considerada como positiva. Ejemplo

los bosques de Eucalipto en Australia

que tienen una alta resilencia porque

después de un fuego sus troncos

crean brotes y como las demás

especies han sido destruidas no

presentan competencia.

La resilencia también puede ser

considerada negativa, por ejemplo con

las bacteria patógenas resistentes a

antibióticos.

RESILENCIA DEL SISTEMA

Factores que afectan la resilencia de un ecosistema

http://www.gerrymarten.com/ecologia-humana/capitulo11.html

Mayor resilencia:

Cuanto mayor diverso y complejo es un ecosistema la resilencia aumenta puesto que hay

más interacciones entre las diversas especies.

Cuanto mayor diversidad genética en una especie.

Especies con una amplitud geográfica grande.

Cuanto más grande es el ecosistema, porque los animales pueden encontrase entre ellos y

hay menos efecto borde.

El clima tropical aumenta la resilencia porque la luz, la temperatura y el agua no están

limitados por lo que la tasa de crecimiento es alta, mientras que en el Ártico el crecimiento de

las plantas es bajo porque la fotosíntesis es baja.

La rapidez de reproducción. “r estrategas cuya reproducción es rápida pueden recolonizar el

sistema mejor que los k estrategas”.

Los humanos pueden eliminar o mitigar las amenazas del sistema (eliminar la contaminación,

reducir las especies invasoras) y esto produce como resultado mayor resilencia.

BIOCENOSIS ó COMUNIDADfactores bióticos del

ecosistemaAdaptaciones: Para ocupar un nicho

ecológico en un hábitat determinado

BIOCENOSIS ó COMUNIDADfactores bióticos del ecosistema

Las adaptaciones optimizan los factores limitantesdisponibles

Los factores limitantes: Son aquellos factores bióticos o abióticos que se encuentran en un valor crítico, determinando el máximo desarrollo que alcanza una población.


Las adaptaciones optimizan los factores limitantes disponibles

Veamos algunos ejemplos:

Factor limitante Adaptación

Sales minerales(nutrientes vegetales)

NITRATOS

Simbiosis entre leguminosa y Rhizobium





Presas

Camuflaje





Luz

Plantastrepadoras





Temperatura

Orejas de zorro

• Resistencia ambiental r TM


POBLACIÓN III

Crecimiento

Logístico . Curva en S

TN TMr

P

RA

--

+

++

+

-

-


En cuanto a los valoresdel potencial biótico,

hay dos estrategias de reproducción

r estrategas

• Poseen un

potencial biótico muy

elevado (alta TN)

• Tienen muchas

crías que reciben

pocos cuidados

• Poca

supervivencia.

k estrategas

• Poseen un

potencial biótico bajo

(menor TN)

• Tienen pocas crías

que reciben muchos

cuidados

• Elevada

supervivencia.

• ESTRATEGIAS DE REPRODUCCIÓN:– r estrategas: r => TN => abandono => TM => insectos, peces

– k estrategas: TN => abandono => TM => mamíferos, encina. peces

AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN IV

rk


r estrategasEspecies que presentan elevada

fertilidad, su tasa de natalidad es

muy elevada (gran potencial

biótico) aunque su supervivencia

sea baja.

Son propias de ambientes

cambiantes o inestables, sometidas

a elevados índices de mortalidad,

que compensan con crecimientos

explosivos en períodos favorables.

Son especies oportunistas,

pioneras o colonizadoras que

basan su éxito en producir un gran

número de esporas, huevos, larvas

o juveniles aunque su mortalidad

sea muy elevada.

Nº

ind

ivid

uo

sTiempo

Supervivencia

Fecundidad


k estrategasEspecies que sitúan el número de

individuos por debajo de la

capacidad de carga K.

Priman la supervivencia por encima

de la fertilidad.

Son especies propias de ambientes

estables, muy adaptadas a ellos, en

general grandes y longevas.

Son especies muy territoriales, con

marcada organización social.Nº ind

ividuo

s

Tiempo

Supervivencia

Fecundidad

o Son muy EFICIENTES (Buenos resultados con poco gasto energético)

Presentan mecanismos de regulación social: no todos los individuos se

reproducen, son muy sensibles a cambios ambientales, etc.

AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN V

• Especies amenazadas: nº de individuos se han reducido hasta alcanzar un número crítico => peligro de extinción

• Valencia ecológica: intervalo de tolerancia de una especie respecto a un factor cualquiera del medio (luz, temperatura, humedad…) que actúa como factor limitante.

– Especies eurioicas: con valencia ecológicas de gran amplitud de tolerancia. Especies r estrategas => generalitas.

– Especies estenoicas: con valencia ecológica de pequeña amplitud de tolerancia. Especies k estrategas => especialistas.

Nº

individuos

Especie esteoica

Especie

eurinoica

Especie amenazada es aquella cuyo nº de individuos se reduce drásticamente

hasta llegar a una cifra crítica que las pone en peligro de extinción


Un incremento drástico de la RESISTENCIA AMBIENTAL

Amenaza para la supervivencia de una especie


La variación de un determinado factor abiótico regula el desarrollo

de una especie (su tasa de natalidad TN y su tasa de mortalidad

TM). De estos factores, siempre hay uno especialmente importante

que son los factores limitantes. Cada especie tiene sus factores

limitantes (climáticos, del suelo, de composición de las aguas….)


VALENCIA ECOLÓGICA es el

intervalo de tolerancia de una

especie respecto de un factor del

medio que actúa como factor

limitante

FACTORES:

Temperatura,

humedad,

nutrientes, pH, …

http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2000088/lecciones/seccion1/capitulo05/imagen10.jpg

http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2000088/lecciones/seccion1/capitulo05/imagen10.jpg

EstenoicasEstenoicasEurioicasEurioicas


Poseen valencias ecológicas de gran amplitud

para un determinado factor

Presentan límites de tolerancia estrechos para un determinado factor

Nº

ind

ivid

uo

sValor del factor

limitante

Valencia

ecológica

Estenoica

Euroica

El nº máximo de individuos no suele ser muy elevado

Son generalistas tolerantes con las variaciones del medio

Suelen ser estrategas de la r

Son muy exigentes con los valores deun determinado factor

En condiciones óptimas, el nº de individuos llega a ser muy elevado

Suelen ser k estrategasMuy especialistas responden de un modo muy eficaz ante las condiciones

que le son propicias

Actividad 3: Insecticida genérico en Borneo (1985)

contra el Anopheles, para combatir la malaria.

Mató otros muchos insectos:Moscas y cucarachas murieron envenenados los lagartos y los gatos que selos comían aumentó la población de ratas apareció la peste.Avispas aumentó la población de orugas se comieron las hojas de lostechos de las casas, que se cayeron.

a) Explicar la relación entre todos los seres vivos participantes. ¿Dequé dependía el tamaño de cada una de las poblaciones?

Dieldrín cucarachas lagartos gatos ratas pulgas peste

avispas orugas tejados de las casas

Es un caso de efecto dominó: el número de individuos dependía de otras poblaciones, que lo controlaban con bucles negativos.

a) Explicar la relación entre todos los seres vivos

participantes. ¿De qué dependía el tamaño de cada

una de las poblaciones?

Es un caso de efecto dominó: el número de individuos dependía de otras poblaciones, que lo controlaban con

bucles negativos.

b) ¿Qué factores provocaron el aumento de la resistencia ambiental que hizo

desaparecer algunas especies?

La pulverización con dieldrín, que hizo desaparecer a todas las especies menos

las ratas (que no tenían depredadores naturales).

c) ¿Qué factores de la resistencia ambientallimitaban el tamaño de laspoblaciones?

La existencia de depredadores. Al desaparecerlos depredadores (por falta de presas, losinsectos), las ratas aumentaron sunúmero de individuos exponencialmente.

d) ¿Qué nuevos problemas aparecieron por la intervención humana?

La peste y la caída de los techos de las casas.

FACTORES LIMITANTES BIÓTICOS

• DE LA PRODUCCIÓN PRIMARIA: plagas y parásitos.

• DE LA PRODUCCIÓN SECUNDARIA:

– INTERACCIONES INTRAESPECÍFICAS:

• Por el alimentos, el territorio o la pareja, contribuyen a la selección

natural => se reproducen los ejemplares más dotados.

• Hacinamiento desencadena procesos hormonales que disminuye la

tasa de natalidad.

• Migraciones intervienen en la regulación de la población.

– INTERACCIONES INTERESPECÍFICAS: el factor que controla el

crecimiento de las poblaciones es la disponibilidad de Producción Neta

=> organismos que sirven de alimentos.

• Depredación.

• Parasitismo.

• Competencia interespecífica y nicho ecológico.

Relaciones intraespecíficas I

Entre individuos de la misma especie

Asociación familiar Asociación gregaria Asociación colonial Asociación estatal

Son las que se establecen entre individuos de la misma especie . Pueden ser perennes , si la asociación dura toda la vida , o temporales si se mantienen durante un cierto periodo

de tiempo .

Estas relaciones pueden ser beneficiosas para los individuos , si éstos obtienen alguna ventaja o perjudiciales , si origina competencia por un determinado recurso como la luz,

espacio o el alimento.

Relaciones intraespecíficas II

Asociación familiar: Fines reproductivos

http://www.fotonatura.org/galerias/foto.php?id_foto=140062&id_galeria=14&PHPSESSID=effcbb58b7dcc74dd18


Relaciones intraespecíficas III

Asociación gregaria: Fines variados; defensa,alimentación, migración,..

Relaciones intraespecíficas IV

Asociación colonial: Unidos físicamente

esponjas

corales

Relaciones intraespecíficas V

Asociación estatal: jerarquía y reparto del trabajo

Relaciones intraespecíficas VI

Competencia: por los alimentos, las hembras, el rango dentro del grupo.., permite la selección de los más aptos y el fortalecimiento de la especie

RelacionesInterespecíficas I

Entre individuos de especies diferentes

Depredación: (+,-)

Parasitismo: (+,-)

Competencia: (-,-)

Comensalismo: (+,o)

Inquilinismo: (+,o)

Mutualismo: (+,+)

Mutualismo Simbiosis Competencia Parasitismo

Depredación Comensalismo Inquilinismo Amensalismo

+

─

+

+

+

+ ──

─

+

+

0

0+

─

0

AUTORREGULACIÓN DE LA COMUNIDAD

Parasitismo

Una especie, el parásito

(A), se beneficia de otra

especie, el huésped (B),

que sale perjudicado.

Beneficioso para A. Perjudicial para B.

Los virus son

parásitos

intracelulares

obligados.

Piojos, garrapatas,

pulgas en el exterior

del organismo

(ectoparasitismo).

Lombrices y tenía en

el interior del

organismo

(endoparasitismo).

Depredación

Una especie, el

depredador (A), se

alimenta de otra, la

presa (B).

Beneficioso para A. Perjudicial para B.

Carnívoros y sus

presas.

Herbívoros y su

alimento vegetal.

Inquilinismo

Una especie (A) se

beneficia aprovechando

el espacio que le

proporciona otra especie

(B) sin causarle

perjuicio.

Beneficioso para A. Indiferente para B.Pájaro que hace su

nido en un árbol

RELACIONES INTERESPECÍFICAS


RELACIONES INTERESPECÍFICAS

Simbiosis

Ambas especies se

benefician

mutuamente pero no

pueden vivir

aisladas.

Beneficioso. Beneficioso.

Líquenes: alga +

hongo.

Bacterias del

intestino humano y

de otros mamíferos.

Comensalismo

Una especie (A) se

ve beneficiada

aprovechándose de

la comida sobrante

de la otra (B) sin

ocasionarle perjuicio

ni beneficio.

Obligatorio para A. Indiferente para B.Pez rémora y

tiburón.

RelacionesInterespecíficas II

Depredación: (+,-)

Modelo depredador – presa (+ -)

PRESA DEPREDADOR+

-

-

El bucle de realimentación negativo es estabilizador

La compañía peletera canadiense Hudson’s Bay Company durante décadas registraron las poblaciones de lince y liebre de las nieves

Crece la presa

Crece el depredador

Se inicia el descenso de la población de presas

No hay suficientes presas, disminuyen depredadores

La población de presas se recupera al disminuir los depredadores

Las fluctuaciones se observan con una diferencia temporal

Lockta y Volterra

RelacionesInterespecíficas III

presa depredadorencuentros

nacimientosnacimientos

defuncionesdefunciones

+

-

+

-

Depredador-presa: (+,-)

+ +

+

+

+

++

+

- -

RelacionesInterespecíficas IV

presa depredador

Depredador-presa: (+,-)

+

-

-

presa

depredador

Densidad

población

tiempo

RelacionesInterespecíficas V

Parasitismo: (+,-) Endo y ectoparásitos

RelacionesInterespecíficas VI

Hospedante Parásitoencuentros

nacimientosnacimientos

defunciones defunciones

+

-

+

-

Parasitismo: (+,-)

--+

+

+

+

+ +

++

RelacionesInterespecíficas VII

Competencia: (-,-): Por un nicho ecológico

Buitre leonadoQuebrantahuesos

Resuelta

Buitre leonado Y Buitre negro

Sin resolver


Competencia (C) y nicho CompetenciaInterespecífica

Si dos especies compiten por un mismo recurso que sea limitado, una

será más eficiente que la otra en utilizar o controlar el acceso a dicho

recurso y eliminará a la otra en aquellas situaciones en las que puedan

aparecer juntas. (G.F. Gause)

Principio de exclusión competitiva

Competencia (C) y nicho

Mismo nicho ecológico, distinto hábitat. Mismo hábitat, distinto nicho ecológico.

RelacionesInterespecíficas VIII

Encuentros 1 Encuentros 2

Presa

depredador 2depredador 1

defunciones

+

-

+

-

Competencia y Nicho: (-,-)

+

-+

+

+

++

+

+

+

nacimientos nacimientos

+

nacimientos

++

defuncionesdefunciones

+

-

--

+

-

+

Sumo 2 bucles negativosBucle + que provoca

la desaparición del

depredador peor adaptado

RelacionesInterespecíficas IX

Comensalismo: (+,o)

RÉMORA TIBURÓN

http://www.m-w.com/mw/art/remora.gif

http://www.m-w.com/mw/art/remora.gif


Comensalismo (+ o)

Ejemplo: Comensalismo de buitres y grandes carnívoros.

Hay implicados 3 individuos. La relación entre el león y la gacela es dedepredación.

Al buitre le afectan los encuentros entre la gacela y el león. No caza, sino que selo encuentra ya cazado.

El león es depredador de la gacela, es decir, controla su población (afecta a sutasa de mortalidad). El buitre no controla la población de gacelas.

El buitre sale beneficiado de la relación entre el león y el buitre, y para el león esindiferente.

RelacionesInterespecíficas X

Inquinilismo: (+,o)

Anémona ( o )

Pez payaso (+)(“ Nemo ”)



RelacionesInterespecíficas XI

Mutualismo: (+,+) : Cuando la relación es obligada se denomina simbiosis, este es el caso de los líquenes; simbiosis entre alga unicelular y hongo.

liquen ermitaño + anémona

Rhizobium (bacteria) vive

en los nódulos de las

raíces de las

leguminosas. Absorben

el nitrógeno atmosférico

para transformarlo

en nitratos para

la planta. La

planta a la bacteria

el azúcar obtenido

durante la fotosíntesis.

Micorrizas hongos vive

en las

raíces de los

Árboles. Aportan a la planta

fosfatos. La

planta al hongo el azúcar

obtenido

durante la fotosíntesis.

http://2.bp.blogspot.com/_RYqu7DyUOuM/SagiKyeQuNI/AAAAAAAAACM/jk_

KdkkGfQw/S1600-R/micorriza.jpg

Las anémonas y el pez

payaso.

Los tentáculos de las

anémonas protegen al pez de

los depredadores, y el pez

proporciona alimento a la

anémona a través de sus

heces.

http://ciberdroide.com/AcuBioMed/wp-

content/uploads/2012/01/Nemo.jpg


Mutualismo (+ +)

Ejemplo de mutualismo: garcilla y rinoceronte.

Participan 3 organismos: las garcillas se comen los ácaros que molestan al rinoceronte. La relación entre los ácaros y el

rinoceronte es parasitismo. La relación entre la garcilla y los ácaros es de depredación.

RelacionesInterespecíficas XII

• SIMBIOSIS (+,+):

ALGA HONGO

NACIMIENTOS NACIMIENTOS

DEFUNCIONES DEFUNCIONES

++ +

+

+

+ +-- --


Actividad 9: gráfica con oscilaciones en la vegetación, la población de liebres, de perdices y de

linces.

a) ¿Por qué hay tiempo entre las oscilaciones deproductores y del resto de niveles?

Es el tiempo de respuesta: tras el aumento de lapoblación presa, para que aumente la población deldepredador debe pasar un tiempo de reproducción.



linces.

b) Análisis de las relaciones causales:

• Perdiz-liebre:

• Liebre-lince:

Competencia, si escasea el alimento.

Depredación.



linces.

c) ¿Qué ocurre si se caza el lince hasta extinguirlo?

Aumentarían exponencialmente las poblaciones de perdiz y de liebre, hasta alcanzar un nuevo límite de carga marcado por la vegetación.



linces.

d) ¿Cuáles serían las consecuencias de introducirconejos en el territorio?

Competirán con las liebres: son más voraces y másprolíficos (su r es mayor). Acabarían con la hierba ydesaparecerían los otros herbívoros. El lince comería sóloconejos.

CONCEPTO DE ESPECIE

Grupo de organismos capaces de reproducirse entre sí produciendo

una descendencia fértil

Especies amenazadas: nº deindividuos se han reducidohasta alcanzar un númerocrítico => peligro de extinción

Valencia ecológica: intervalo detolerancia de una especierespecto a un factor cualquieradel medio (luz, temperatura,humedad…) que actúa comofactor limitante.

Especies eurioicas: convalencia ecológicas de granamplitud de tolerancia.Especies r estrategas =>generalitas.

Especies estenoicas: convalencia ecológica depequeña amplitud detolerancia. Especies kestrategas => especialistas.

Especie estenoicaNº

individuos

Especie

eurioica

curva de Gauss

Para cada factor limitante , cada especie presenta una zona o rango de tolerancia definida por

unos límites de tolerancia a partir de los cuales los individuos mueren y una zona óptima

donde su crecimiento es máximo.

Las especies eurioicas toleran un rango muy amplio de valores

para un factor ambiental , mientras que las especies estenoicas

admiten variaciones muy limitadas.

HÁBITAT Y NICHO ECOLÓGICO

Hábitat: “domicilio” lugar donde unaespecie, desarrolla su actividad.

El hábitat de una especie(no es lo mismo que biotopo pues éste se refiere a una comunidad)

Es el lugar físico que ocupa en el ecosistema y que reúne las

condiciones necesarias para que pueda vivir él .

El hábitat del abedul son zonas frías y húmedasEl hábitat de la carpa son lagunas o zonas del río

de corriente débil , fondo poco profundo y

abundantes algas


Nicho ecológico: “oficio”de una especie, dentro delecosistema. Recursos queexplota. Forma de obtenerla materia y energía de laespecie.

“Conjunto de circunstancias,relaciones con el ambiente,conexiones tróficas yfunciones ecológicas quedefinen el papeldesempeñado por unaespecie de un ecosistema”

Algunas poblacionespueden compartir hábitatpero no nicho ecológico.


Garzas:

Hábitat: pantano

Nicho ecológico: tipode vivienda, lugar deanidación, época decelo, formas dealimentación, etc…

“cada especie de garzatiene un nichoecológico diferente delresto de garzas con lasque comparte elhábitat”

NICHO ECOLÓGICO: Parte del hábitat ocupada por una especie y los

recursos existentes en ella. El nicho ecológico de un organismo no solo

depende de dónde viva sino también de la función que cumple en el

ecosistema.


Nicho potencial (ideal o fisiológico,fundamental): satisface todas lasnecesidades de una determinada especie. Esprácticamente inalcanzable en ambientesnaturales.

Nicho ecológico, efectivo (real): el ocupadopor una especie en condiciones naturales.

Especies vicarias: cuando dos especies quecomparten el mismo nicho ecológico viven enzonas geográficas muy alejadas. Ejemplo:vaca, canguro, bisonte.

NICHO POTENCIAL Y NICHO REAL

El grado de solapamiento de nichos dentro de una comunidad

nos da información sobre el grado de competencia por un

recurso

NICHO POTENCIAL Y NICHO REAL

Las interacciones entre los

individuos de una comunidad

determina que se distinga

entre el nicho potencial y el

nicho real

http://www.ebooksampleoup.com/ecommerce/view.jsp?ID=000777721ed5b510cbbc5

Biodiversidad

• Riqueza o variedad de las especies de un ecosistema yla abundancia relativa de los individuos de cadaespecie.

• Actualmente el termino engloba tres conceptos:

– Variedad de especies que existen en la tierra: variedad y

cantidad.

– Diversidad de ecosistemas en nuestro planeta.

– Diversidad genética.

“ A lo largo de la historia de la vida, han existido cinco extincionesmasivas, que han provocado bruscas caídas de labiodiversidad: las especies k estrategas se extinguieron, sólolas r estrategas sobrevivieron”

Riqueza o variedad de especies de un ecosistema y la

abundancia relativa de los individuos de cada especie

Importa tanto la variedad

como la cantidad de

individuos de cada especieBiodiversidad

(Río de

Janeiro, 1992)

Variedad de especies

que hay en la Tierra

Diversidad de

ecosistema del planeta

Ecosistemas terrestres y

acuáticos

Diversidad genética

Los genes de los individuos

permiten la evolución, se

enriquecen por cruzamiento y

permiten su adaptación

BIODIVERSIDAD

biodiversidad

• Importancia:

especies => relaciones => autorregulación => estabilidad

“ Ventaja: ante una perturbación ( introducción nueva especie o

extinción de una especie) el ecosistema con mayor diversidad => más

posibilidad de amortiguar los efectos de la perturbación y alcanzar el

equilibrio”

Cada especie es el resultado de millones de años de evolución y cada una

es única e irrepetible, posee un bagaje genético que le permite ocupar un

nicho ecológico determinado

La diversidad biológica da estabilidad al ecosistema, debido al alto nº de

relaciones causales que se dan entre las especies

Las especies raras son importantes, ante la variación de condiciones

ambientales podrían ampliar su nicho ante la extinción de especies

dominantes aumento de la estabilidad del ecosistema

BIODIVERSIDAD

Cambios en las condiciones medioambientalesExtinción de especies

Sobre todo k estrategas

5 extinciones masivas

Finales del Ordovícico: trilobites y otros

Finales del Devónico: trilobites y otros

Finales del Paleozoico: casi todas las especies

Finales del Triásico: reptiles

Finales del Cretácico: dinosaurios

Índice de extinción

Una especie cada 500 –1000 años

BIODIVERSIDAD

Aumento de la

población

PROBLEMA de la

pérdida de la

BIODIVERSIDAD

Incremento del

uso de recursos

Cuyas causas se

resumen en

SobreexplotaciónSobreexplotación Alteración y

destrucción de

hábitats

Alteración y

destrucción de

hábitatsDeforestación con fines

madereros,

sobrepastoreo, caza y

pesca, coleccionismo y

comercio ilegal de

especies protegidas

Introducción y

sustitución de

especies

Introducción y

sustitución de

especies

Cambios en el uso del

suelo, extracción masiva

del agua, fragmentación

de hábitats naturales,

construcción de obras

públicas, contaminación

del agua y el aire, cambio

climático e incendios

Introducción de

especies foráneas y

sustitución de especies

naturales por otras

obtenidas por selección

artificial

BIODIVERSIDAD

Medidas para evitar la pérdida de biodiversidad.

Proteger las áreas geográficas de especies amenazadas: crearespacios protegidos.

Realizar estudios sobre el estado de los ecosistemas.Como los indicadores PER (Presión, estado, respuesta): laHuella ecológica y el Índice del Planeta Viviente.

Decretar y respetar las leyes promulgadas para lapreservación de especies y ecosistemas (ConvenioCITES).

Crear bancos de genes y de semillas de las especiesamenazadas.

Fomentar el turismo ecológico y la educación ambiental.

Principales amenazas para la biodiversidad

1. Destrucción y fragmentación del hábitat.

La Unión Mundial para la Conservación de la Naturaleza (IUCN) estima que alrededor del 85% de las especies en

peligro están en esta condición debido a la pérdida de su hábitat.

Conversión a la agricultura

Casi todas las prácticas agrícolas requieren la eliminación de la vegetación original y su reemplazo por cultivos y

animales domesticados.

Prácticas forestales

Desde hace siglos, los bosques han sido eliminados para obtener combustible, materiales de construcción, para

despejar el terreno para la agricultura, etc. Estas prácticas se conocen como deforestación, concepto que se

refiere a la destrucción de gran parte de la tierra boscosa. Por otro lado, además de servir como cobijo a

animales y plantas, los bosques proporcionan muchos otros servicios al ecosistema, modificando el clima,

reduciendo la incidencia de inundaciones y protegiendo al suelo de la erosión. Las plantas mantienen también el

agua en las superficies, por lo que reducen el índice de desbordamientos. Al disminuir, una mayor cantidad de

agua penetra en el suelo, recargando los acuíferos.

Pastizales y prácticas de pastoreo

Eliminan específicamente ciertas especies de plantas, bien por ser venenosas o bien por no servir de alimento para los

animales. En otros casos, se producen persecuciones y matanzas de la fauna nativa, si ésta representa una

amenaza para el ganado; es el caso de predadores o de otras especies que pueden transmitir enfermedades al

ganado.

Pérdida del hábitat en los ecosistemas acuáticos

El método más utilizado para recolectar peces y mariscos que viven en profundidad es el que utiliza las redes de

arrastre, produciendo una pérdida total de l ecosistema. Los lagos y ríos son modificados para la navegación,

irrigación, control de inundaciones, generación de energía y para la práctica de deportes acuáticos, lo que altera

la cantidad y especies de organismos acuáticos presentes en una zona.

Principales amenazas para la biodiversidad

Conversión del territorio a urbano y uso industrial

Una gran proporción de áreas urbanas está cubierta por superficies impermeables que impiden el crecimiento de

las plantas y desvían el agua de las lluvias a corrientes locales.

2.Sobreexplotación de especies.

El ser humano, como especie omnívora, utiliza especies de lo más variadas para su alimentación, aunque en

muchas ocasiones son utilizados con otros los fines. Es el caso de muchas plantas y animales, que se usan como

decoración, flores que son cortadas, pieles de animales que son utilizadas como vestidos; incluso algunas partes

de animales son utilizadas por sus supuestas cualidades afrodisíacas.

Entre las actividades que provocan un mayor impacto a la biodiversidad se encuentran la pesca excesiva e

incontrolada por parte de las industrias pesqueras, la recolección no sostenible de especies marinas y

dulceacuícolas, y la captura para el comercio de la acuariofilia.

3.Introducción de especies exóticas y enfermedades.

Muchas especies llegan de manera accidental, como polizones en materiales importados, otras directamente son

introducidas por el hombre. Aunque muchas especies exóticas no prosperan en las nuevas áreas, algunas lo han

hecho a costa de las especies autóctonas, compitiendo con ellas por los recursos alimenticios, cazándolas, o

introduciendo parásitos que provocan enfermedades a las que éstas no pueden hacer frente.

La introducción de especies exóticas es especialmente dañina en los ecosistemas insulares, ya de por sí muy

frágiles. Es el caso de las ratas, que han provocado en muchas islas un impacto importante sobre la anidación de

las aves, ya que se comen sus huevos y matan a sus crías.

Los ecosistemas de agua dulce también se han visto afectados de manera radical por las introducciones

accidentales de especies como el mejillón cebra o el cangrejo americano. En el caso del mejillón su presencia

tiene tres impactos principales, ya que atasca las tuberías de las plantas de tratamiento de aguas, establece sus

colonias sobre las de los mejillones nativos, ocasionándoles la muerte, y altera los ecosistemas al filtrar

demasiado plancton y permitir que crezcan más plantas acuáticas.

C

A

S

O

E

S

P

A

Ñ

O

L

• Funciones:

– Contribución a mantener los niveles de gasesen la atmósfera y el equilibrio de los ciclosbiogeoquímicos.

– Influencia en el establecimiento del flujo deenergía y reciclado de la materia (formaciónde suelos).

– Intervención en la regulación de los climas.

– Factor fundamental en el equilibrio yestabilidad de los ecosistemas.

biodiversidad

SUCESIÓN ECOLÓGICA

• Cambios producidos en los ecosistemas a

lo largo del tiempo.

arena Bacterias, hongos,

Musgos, líquenes

Suelo formado

Hierbas anuales

Suelo formado

Hierbas anualesHierbas

perennesArbustosÁrboles

Proceso dinámico Interacciones entre factores bióticos y abióticos Se produce a lo largo del tiempo Da lugar a formación de ecosistemas complejos y estables

SUCESIÓN ECOLÓGICA

Sucesión ecológica

Tipos:

• Sucesiones primarias: parten de un terrenovirgen:– Rocas.

– Dunas.

– Islas volcánicas.

• Sucesiones secundarias: cuando seconserva parcialmente o totalmente el suelo.– Erupción volcánica.

– Incendio.

– Catástrofes provocadas por el hombre.


• REGRESIÓN: proceso inverso a la

sucesión:

Causas naturales (erupción volcánica o un cambio

climático)

Causas provocadas por el hombre

ALGUNAS REGRESIONES PROVOCADAS POR LA HUMANIDAD

Explotación de los

ecosistemas por

el ser humano

Sobrestima su

capacidad de

autorregulación

ProblemasProblemas

Deforestación Incendios forestales

Introducción de

nuevas especies


Deforestación

Tras abandonar un cultivo, larecuperación es más fácil si habíavegetación autóctona en loslindes (como en la agriculturatradicional).

Es más fácil la recuperación (trasuna tala masiva) de un bosquetemplado que de una selvatropical, pues en el caso de laselva casi no hay materiaorgánica en el suelo pues ladescomposición es muy rápida.Tras la tala se forman lateritas(costras rojas).

En el caso de un bosquetemplado hay más materiaorgánica en el suelo, pues sedescompone más lentamente,con lo que el suelo sigue fértil yes más fácil recuperar el bosque.


Incendios forestales

Son beneficiosos si sonnaturales, pues rejuvenecen elbosque, controlan elcrecimiento de la vegetación eimpiden otros incendiosmayores.

Muchos incendios repetidosdestruyen el humus (capasuperior del suelo, rica enmateria orgánica), con lo quese puede perder el suelo porerosión.

Hay especies pirófilas, que seven favorecidas por losincendios, pues son lasprimeras en colonizar lascenizas (pinos, jaras).

La longitud de la sucesiónsecundaria depende de: la magnitud del incendio el estado del suelo la existencia de semillas

resistentes en el suelo.


Introducción de

nuevas especiesDesplazan a las autóctonas y

alteran el ecosistema.

Caulerpa taxifolia.Alga invasora en elMediterráneoprocedente de unacuario de Mónaco.

Desplaza a todas lasplantas y algasautóctonas, y no sirvede cobijo ni alimento aninguna otra especie,pues es tóxica.


Introducción de nuevas especies

Las autoridades australianas ya no saben quéhacer con ellos para evitar la competencia que le hacen a los marsupiales como los bandicuts y ualabíes, algunas de cuyas especies ya están

cercanas a la extinción.

Los conejos son una plaga especialmente dañina en Australia,donde son cientos de miles, y siguen aumentando al no tenerdepredadores naturales. Todos descienden de unas pocas parejasliberadas a finales del siglo XIX en el sureste de la isla.


La introducción del zorro rojo se convirtió en un nuevoproblema porque este animal se ha inclinado por cazar losmarsupiales, más lentos, en lugar de los conejos.

El desarrollo artificial de la mixomatosis se ha convertidoen una catástrofe para las poblaciones de conejos de otroslugares donde no son una plaga, especialmente en Europa,lo que ha afectado a la cadena trófica.

En Australia se ha llegado a sugerir la importación deldiablo de Tasmania, hoy extinto fuera de su isla, paracombatirlos. De momento continúan las batidas.

Introducción de nuevas especies


El cercado tiene 1,80m de alturay se introduce otros 30 cm en elterreno. Fue construida en 1880con el objetivo de controlar laspoblaciones de conejos pero,resultó inútil.

En 1914, fue adaptada para ser"a prueba de dingos" (unaespecie de perros salvajes). Suobjetivo es proteger los rebaños

de ovejas del sur de Queensland.

The Dog Fence.


Ganado doméstico enAustralia.

No había descomponedores parasus heces, que estropeaban losprados. Introdujeronescarabajos coprófagos.

Eucaliptos introducidos enotras partes del planeta.

No hay bacterias que degradensus hojas, que se acumulan sindescomponerse e impiden elcrecimiento de otras plantas.


Cangrejo americano (Procambarus clarkii)

El cangrejo americano ha puesto en grave riesgo al cangrejo autóctono,

pero además afecta a otras especies, como anfibios y peces, así como

daños en los cultivos. Se introdujo en Europa en los años treinta del

siglo XX para consumo humano. A España, llegó en 1974 con el mismo

fin. Escapó y su expansión ha sido imparable.


Mejillón cebra (Dreissena polymorpha)

Recibe este nombre por sus rayas oscuras y blancas. Es natural de

los mares Negro y Caspio. Se detectó por primera vez en 2001, en

Cataluña, en el bajo Ebro, pero ya se ha extendido de forma rápida a

otras comunidades. Provoca la disminución de la diversidad

biológica en los ecosistemas que invade y daña todo tipo de

construcciones hidráulicas. En Estados Unidos, ha causado, en diez

años, pérdidas por valor de 1.600 millones de euros.

Actividad : Tala total o parcial (quema depequeñas áreas) de selva tropical.

a) ¿Qué regresión es mayor?

En la tala total se arrasa totalmente el suelo, que pierde lamateria orgánica y se erosiona. Cuesta mucho volver arecuperarlo.

Actividad 12: Tala total o parcial (quema de pequeñas áreas) de selva tropical.

Selva tropical Bosque templado

Materia orgánica en el suelo

Muy escasa Muy abundante

Descomposición de la materia orgánica

Rápida (favorecida porlas altas tª y humedad)

Lenta (dificultada por lasbajas tª y pocahumedad)

Efecto de la tala sobre el suelo

Empobrecimiento total,se forman costras rojas

El suelo sigue fértil añosdespués de talar

Necromasa Poca Mucha

Nutrientes Están en la vegetaciónprincipalmente

Están en el sueloprincipalmente

b) Comparación entre selva tropical y bosque templado.


• Cambios observados en los ecosistemas:– La biodiversidad : comunidad clímax (máximo número de

especies).

– La estabilidad : relaciones entre especies muy fuertes.

– Se pasa de especies “r estrategas” (oportunistas) a “k estrategas”(especialistas).

– Nº nichos : las especies “r” son expulsadas por las “k”=>aparece una especie para cada nicho.

– La productividad : en una comunidad clímax (máximo número deespecies) estado de máxima biomasa y mínima tasa derenovación.

– Desarrollo del suelo maduro (con todos los horizontes y cada vezmás fértil).

Selva tropical: – comunidad clímax

– Ecosistema cerrado : la materia se recicla con rapidez (por los descomponedores y se almacena en forma de biomasa)

Evolución deparámetros tróficos

La productividad disminuyeMáxima biomasa.

Reglas generales de las sucesiones

La diversidad aumentaComunidad clímax con un gran nº de

especies

La estabilidad aumentaRelaciones múltiples y fuertes

en la biocenosis.Se crean Suelos maduros

Cambio de unas especies por otrasDe especies pioneras oportunistas

colonizadoras (r estrategas)

A especies más exigentes y especialistas (k estrategas)

El nº de nichos aumentaEspecies r sustituidas por las k

Al final una especie por cada nicho y mayor nº de nichos


• Producción Neta del Ecosistema (PNE).

PNE = PPB - (Ra + Rh).

• Si la PNE >0 (sobran intereses)=> ecosistema etapa juvenil => sobra producción => se admiten nuevas especies.

Etapas juveniles => diversidad de especies => la diversidad de relaciones, hábitats, nichos, así como

la estabilidad del ecosistema.

la dinámica general es el aumento de la biodiversidad.Como la tasa fotosintética es mayor que la de respiración, la cantidad de dióxido de carbono absorbido es mayor que la emitida; estos ecosistemas funcionan como sumideros de

dióxido de carbono.


Si la PNE = 0 (no sobran intereses)=> ecosistema en fase demadurez o clímax.

No sobra producción => se detiene el crecimiento de biomasa delas poblaciones (alcanzan su capacidad de carga) y el incrementode diversidad. Alcanza su capacidad de carga global y la máximabiodiversidad y estabilidad.

A pesar de alcanzar su máxima capacidad => la dinámica delecosistema no se detiene => las poblaciones puedenexperimentar fluctuaciones => nuevas especies pueden entrar enel ecosistema => ocurre la extinción de alguna anterior.

El equilibrio dinámico => la totalidad de la producción esconsumida, no hay ahorro, y los intereses se gastan en sutotalidad. De esta forma el ecosistema se autorregula.

La fotosíntesis se iguala a la respiración y el dióxido de carbono fijado viene a ser igual al expulsado, por lo que estos ecosistemas no actúan

como sumideros de la contaminación por este gas.


Si la PNE < 0 (no solamente se consumen los intereses, sino también el capital) => ecosistema en regresión.

El ecosistema se perturba fuertemente( intervención humana) =>consumo > PPB => biomasa => desaparecen especies(pérdida de biodiversidad) => relaciones, hábitats y nichos =>ecosistema disminuye su capacidad de carga global y se vuelvecada vez más frágil => erial.

Un ejemplo de degradación lo constituye el excesivo pastoreocomo está ocurriendo actualmente en los países africanos delSahel, donde el bosque y la sabana están transformándose enecosistemas áridos o desérticos. Así mismo, algunos parquesnacionales africanos, desregulados por la acción humana, hansido arrasados por poblaciones de elefantes que hansobrepasado la capacidad de carga de dichos parques.

En esta etapa de degradación la respiración supera a la fotosíntesis y se emite más dióxido del que se absorbe.

Bibliografía

CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIOAMBIENTALES. 2ºBachillerato. CALVO, Diodora, MOLINA,

Mª Teresa, SALVACHÚA, Joaquin. Editorial McGraw-Hill Interamericana.

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ANGUITA, Francisco. CABALLER, María Jesús. Editorial Santillana.

CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL MEDIO AMBIENTE. 2º Bachillerato. LUFFIEGO GARCÍA,

Máximo, ALONSO DEL VAL, Francisco Javier, HERRERO MARTÍNEZ, Fernando, MILICUA

ARIZAGA, Milagros, MORENO RODRÍGUEZ, Marisa, PERAL LOZANO, Carlota, PÉREZ PINTO,

Trinidad.

FLORA Y FAUNA. ORTEGA Francisco; PLANELLÓ Rosario. 2008. Editorial UNED.

I.E.S. Cardenal Cisneros de Alcalá de Henares, Madrid. HERNÁNDEZ, ALBERTO.

http://cienciassobrarbe.wordpress.com/2011/05/19/bioacumulacion/.

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UNIDAD 3: DINÁMICA DE LA BIOSFERA. … · Esto supone una rebaja importante de los niveles de...

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