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Las transferencias de materia y energía a través de un ecosistema es lo que denominamos cadena alimentaria.
Todo organismo ocupa una posición en dicha cadena que llamamos nivel trófico.
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El primer eslabón de una cadena alimentaria es siempre un productor primario: plantas verdes (medio terrestre) y algas ( medio acuático).
Ambas mediante la fotosíntesis captan energía solar y la utilizan para sintetizar materia orgánica a partir de materia inorgánica. Además fijan otros nutrientes (N, S, P…) que toman del suelo en disolución.
La masa de los organismos que constituyen los distintos niveles tróficos del ecosistema es la BIOMASA. Se mide en gr.de peso seco o en gr. de carbono por unidad de superficie o de volumen.. También en Kcal..
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Es una medida de flujo energético por unidad de área o volumen y unidad de tiempo.
Es decir, es la cantidad de energía captada y almacenada por los productores en un tiempo determinado y se mide como: Aumento de biomasaProducción= -----------------------------------
tiempoSe expresa en gr./m2/día o Kcal./m2/año.
Biomasa (Capital)Tiempo de renovación=-------------------------- Producción ( intereses) ProducciónProductividad=------------------------ . 100 Biomasa
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La mayor cantidad de biomasa de un ecosistema, y por tanto su mayor producción, se dará cuando este comienza a desarrollarse y disminuye a medida que adquiere estabilidad.
La cantidad real de energía fijada por los productores depende del equilibrio entre la intensidad a la que la biomasa es producida (PPB, producción primaria bruta) y la que consumen ( por respiración) para mantenerse los seres vivos. La diferencia es la PPN ( producción primaria neta).
PPN = PPB - respiración Ecosistemas mas productivos marismas, deltas, selva. Menos productivos:
tundra, desierto..
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Consumidores primarios: herbívoros .
Consumidores secundarios. Son carnívoros, se alimentan de los consumidores primarios.
Consumidores terciarios. Son carnívoros.
Omnívoros. Son consumidores de vegetales y animales.
Detritívoros. Animales que viven de organismos muertos y restos de organismos vivos.
Descomponedores. Transforman la materia orgánica en compuestos inorgánicos mas sencillos (bacterias).
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En ecosistemas terrestres la biomasa de los consumidores es inferior a 1% de la biomasa de los productores primarios .
En los productores primarios la PPB excede a la respiración , por lo que tienen una PPN.
Los herbívoros sirven de alimento a otros animales, luego la cantidad de materia y energía que se asimila es superior a la respiración, se habla de Producción secundaria, y es una pequeña fracción de la producción primaria.
Y sucesivamente, a medida que avanza a niveles tróficos superiores, la cantidad e energía que fluye es una fracción de la del nivel trófico inferior.
Del total de energía disponible en un nivel trófico , sólo el 10% es utilizada en la síntesis de nueva materia orgánica en el nivel siguiente, el resto se consume.
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La mayoría de los consumidores se alimentan de dos o mas organismos y, a su vez, sirven de alimento para varios consumidores, formando complejas relaciones tróficas que se denominan REDES ALIMENTERIAS.
Las CADENAS ALIMENTARIAS no constan de mas de cuatro o cinco eslabones, puesto que un ecosistema ocupa un espacio limitado.
En cada uno de los niveles de una cadena o red trófica hay una pérdida de de energía Regla del 10 % .
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EFICIENCIA: es la cantidad de energía asimilada por los organismos productores en forma de biomasa, que es aprovechada o asimilada por los organismos de niveles superiores ( consumidores).
La cantidad de energía asimilada se representa en esquemas denominados pirámides ecológicas.
Las pirámides pueden ser de: números ( nº de individuos), de biomasa (peso seco del nivel o nº de calorías) o de energía ( representan la productividad de cada nivel).
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MECANISMOS DE OBTENCIÓN Y TRANSFORMACIÓN DE MATERIA Y ENERGÍA
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Un flujo de energía entre todos los integrantes del ecosistema.
Un reciclaje de la materia que se desplaza desde un medio abiótico hacia los organismos vivos y vuelve de nuevo hacia el medio abiótico.
LA VIDA EN LA TIERRA DEPENDE, POR TANTO, DE :EL FLUJO DE ENERGÍA Y DE LOS CICLOS DE LA MATERIA
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Fuente de energía que sostiene la vida en la tierra: El sol.
Del total de energía que llega a la tierra solo el 0,2 % es capturada por la plantas verdes y algunas bacterias y transformada en materia orgánica por la fotosíntesis.
La Energía no se crea ni se destruye, solo se transforma (luminosa en química).
Esta transformación va a ser en formas de energía con mayor entropía, el calor, que se disipa y sale del ecosistema.
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La energía sigue una dirección única a través de un ecosistema.
Las sustancias inorgánicas experimentan ciclos que son activados, directa o indirectamente, por la energía proveniente del sol.
Son los ciclos del: oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre.
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El oxígeno procedente de la fotosíntesis que existe en el aire está en una proporción del 21 %.
Este oxígeno sigue tres caminos:- oxidación de ciertos minerales.- utilización por los animales para la respiración.- oxidación de materia orgánica.
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El nitrógeno se encuentra en la troposfera en un 78 %. Este N no puede ser utilizado directamente como nutriente.
Para ser utilizado ha de ser fijado por unas bacterias(Rhizobium, Clostridium..) las cuales transforman el N2 atmosférico en NH3. Este NH3 se puede acumular en el suelo o formar parte de nódulos en las raíces de las leguminosas.
Otras bacterias transforman el amoniaco en NO2 ( nitrosación), otras los nitritos en nitratos (nitración) y otras en N2 atmosférico (desnitrificación).
ATMÓSFERAN2
NO3 NO2 NH3
Bacterias nitrificantesSUELO
PLANTAS Nitrógeno orgánico
(proteínas)
ANIMALES Nitrógeno orgánico
(proteínas)
Bacterias desnitrificantes
Fotosíntesisdel
nitrógeno
Descagas eléctricas
Fijación por quimiosíntesis
El C se incorpora a la materia orgánica a través del CO2 que se encuentra en la atmósfera o disuelto en el agua.
La energía luminosa es usada, a través de la fotosíntesis, para fijar el C inorgánico a compuestos orgánicos como la glucosa.
Los compuestos orgánicos serán luego degradados mediante la respiración celular.
Parte del C es retenido en la corteza terrestre en forma de combustible hasta que se queman y son convertidos en CO2.
Organismos marinos incorporan el C a las conchas minerales y cuando mueren se incorporan a los sedimentos.
ATMÓSFERA E HIDROSFERACO2
CadáveresCarbones y petróleo
SUELO
PLANTAS VERDESCarbono orgánico
(glúcidos, lípidos, prótidos)
ANIMALESCarbono orgánico
(glúcidos, lípidos, prótidos)
Fotosíntesis Respiración Respiración
Descomposición bacteriana de cadáveres
Combustiones de carbones y petróleo
El fósforo se halla en la corteza terrestre como componente de diversos materiales. Por efecto de la meteorización química se transforma en ión fosfato (PO4
3-), que es transportado en disolución por las aguas. Una parte precipita en el suelo en forma de fosfato cálcico y otra parte llega al mar.
El fosfato cálcico, Ca3(PO4)2 es incorporado por las plantas, y de éstas toman el fósforo los animales. Dicho elemento entra como componente en los ácidos nucléicos, en el ATP, en los esqueletos, etc.
El fósforo que ha sido transportado al mar es incorporado en parte por las plantas y animales marinos, y la mayoría precipita. Los cadáveres de los seres vivos, se descomponen por efecto de los organismos descomponedores, liberándose así el fósforo. En el fondo del mar se acumulan grandes cantidades de este elemento.
Los restos de animales ricos en fósforo también llegan al mar, de donde pasan a los peces y de estos a las aves acuáticas las cuales depositan excrementos ricos en fósforo, el guano. (abono)
PLANTASCompuestos
orgánicosATP
ANIMALESCompuestos orgánicos
ATPEsqueletos
MARES POCO PROFUNDOS
PECES
AVES PRODUCTORAS DE GUANO
SUELOMineral apatito
Depósitos de guano usados como abono
Es también un nutriente sedimentario importante en los ecosistemas acuáticos, sobre todo en el mar, donde es muy abundante el ión (SO4
2-) En los suelos el azufre procede de la
descomposición de las rocas con minerales que los poseen (pirita y calcopirita) o de la mineralización de la materia orgánica, fundamentalmente vegetal que lo libera en forma de (SH2).
Del suelo, el azufre en forma de sulfatos solubles, es tomado por las plantas que lo transforman es H2S durante la fotosíntesis, para incorporarlo a determinados aminoácidos. Estas proteínas vegetales a través de los herbívoros pasan a los carnívoros.
El azufre orgánico presente en las proteínas es liberado en forma de H2S al ser descompuesto por un en el suelo por la bacterias de la putrefacción (descomponedores) y por último las sulfobacterias transforman el H2S en SO4
2-.
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Los seres vivos que habitan en un medio están continuamente sometidos a una serie de factores ambientales o FACTORES ABIOTICOS.
Existen unos límites máximos y mínimos de los factores ambientales que toleran los organismos . Son los LIMITES DE TOLERANCIA.
El factor ambiental que sobrepasa la amplitud de estos límites es el FACTOR LIMITANTE.
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ESPECIES ESTENO: con un estrecho margen de tolerancia para un determinado factor.
Por ejemplo , hay organismo higrofilos , que necesitan un alto grado de humedad para vivir y xerofilos adaptados a vivir sin agua ; en un caso la escasez y en el otro , la abundancia del agua , son nocivos para estos organismos.
ESPECIES EURI: con un amplio margen de tolerancia. La mayoría de las especies de nuestras regiones tienen moderadas necesidades de agua , soportando alternancia de estaciones húmedas y secas , o con altas y bajas temperaturas. Todas las especies que habitan en los estuarios y marismas son especies eurihalinas , pues están adaptadas a soportar grandes y rápidos cambios de salinidad.
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Población: los seres vivos que pertenecen a la misma especie y desarrollan una serie de relaciones intraespecíficas que originan una dinámica de poblaciones.
Comunidad : Todas las poblaciones de diferentes especies que habitan un área determinado y que mantienen relaciones interespecíficas.
Nicho ecológico:todas las condiciones físico-químicas y biológicas que necesita una especie para vivir en un hábitat determinado.
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Especialistas: viven en un nicho reducido. Son Estrategas de la K. Especies que ocupan biotopos poco cambiantes, que mantienen el máximo nº de individuos que admite la población y que tienen pocos descendientes. Oso panda.
Generalistas: Especies de nicho ecológico amplio. Son Estrategas de la R, presentan pocas exigencias ambientales, se adaptan rápidamente y su abundancia es menor. Cucarachas
Todos estos organismos interaccionan entre sí y con los factores del medio tendiendo al equilibrio. Cuando las condiciones cambian se inician las SUCECIONES ECOLÓGICAS
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Relaciones Intraespecíficas: entre los individuos de la misma especie.
Consecuencias de estas relaciones:
◦ Favorables: protección frente a factores desfavorables del ambiente, mayor facilidad para reproducirse...
◦ Desfavorables: competencia por los recursos, disminución de la multiplicación y la supervivencia, territorialidad.
◦ El tamaño de una población puede variar por: tasa de natalidad, mortalidad y migración.
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La competencia intraespecífica es consecuencia de que los recursos sean limitados y su efecto sobre cualquier individuo depende de la densidad de población, es decir, del nº de individuos que haya por unidad de volumen o superficie.
A medida que la densidad aumenta, la tasa de natalidad disminuye y la de mortalidad aumenta.
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POTENCIAL BIOTICO: crecimiento teórico , máximo, cuando el nº de nacimientos coincide con la natalidad potencial y el nº de muertes con la mortalidad potencial.
RESISTENCIA AMBIENTAL: Factores ambientales desfavorables que frenan el potencial biótico de a población.
CRECIMIENTO EFECTIVO: relación entre la natalidad y la mortalidad reales.
TASA DE CRECIMIENTO: dN /dT=r.N r: aumento de la población por individuo y por unidad de tiempo N:nº de individuos de la población
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CAPACIDAD PORTADORA O CAPACIDAD DE CARGA: El punto de intersección k en que las dos tasas se mantienen constantes. Representa la estabilidad. Suelen ser densidades intermedias.
La ecuación que define el crecimiento de una población se transforma en:
◦ dN/dt = rN (K-N/k)
◦ Siendo K-N/K el valor de la resistencia ambiental
EN LA NATURALEZA SE PRODUCEN FLUCTUACIONES (cambios estaciónales en el volumen de la población debido a cambios en los factores ambientales, en el propio dinamismo de la población o con otras poblaciones.
Curva de supervivencia: representación de la variación del tamaño de una población en función de la edad.
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• Tipo I. Las curvas tipo I o convexas caracterizan a las especies con baja tasa de mortalidad hasta alcanzar una cierta edad en que aumenta rápidamente. Tal es el caso de la mayor parte de los grandes mamíferos, incluido el hombre, con estrategias de la K.
•Tipo II. Si la tasa de mortalidad varía poco con la edad, como ocurre en la mayoría de las aves, la curva tiene la forma de una diagonal descendente, normalmente con forma sigmoidea si el número de individuos que muere en cada tramo de edad es más o menos constante.
•Tipo III. Las especies r-estrategas sufren una elevada mortalidad en las primeras etapas de vida, larvaria o juvenil, teniendo luego una mayor probabilidad de supervivencia. La curva muestra un pronunciado descenso inicial seguido de una
fase más estable
Dominación Social: Es la estratificación de grupos sociales, de acuerdo con la influencia que ejercen sobre el resto de los grupos de una población.
Jerarquía Social: Es la estratificación de los individuos de acuerdo con la dominación que ejercen sobre el resto de los individuos de una población.
Relaciones de ayuda: Es frecuente en algunas poblaciones la formación de agrupaciones transitorias originadas por la acción de factores ecológicos diversos, para hibernar, otras veces, los animales integran agrupaciones estables de distintas clases: grupos, sociedades y colonias.
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Relaciones de ayuda
La vida en grupo:El grupo es un conjunto de individuos que desarrolla actividades comunes y tienen comportamientos semejantes pero que, sin embargo tienen cierta independencia entre sí. Las ventajas de la vida en grupo son numerosas:
•Defensa ante el ataque:Un bisonte aislado puede ser presa fácil del ataque de una manada de lobos.
•Pero si están agrupados forman un círculo que rodea a las crías y a las hembras,y así resisten el ataque.
•Defensa contra las inclemencias del tiempo:Un pingüino emperador aislado resiste menos la ventisca que cuando forma grupos compactos de cientos de individuos, que ofrecen así menor superficie de enfriamiento.
Mayor facilidad para procurar alimento
Los pelícanos forman semicírculos en el agua y dan fuertes aletazos sobre la superficie para ahuyentar a los peces hacia la costa y capturarlos allí con más facilidad .
Favorece la reproducción
Las aves marinas como los petreles, se apiñan en áreas limitadas aunque abunde el espacio libre. Así se facilita el encuentro de individuos de ambos sexos, se cuidan mejor las crías y se las protege del ataque de los animales rapaces.
La vida en sociedad
La sociedad está integrada por un conjunto de individuos que se comunican entre sí por medio de diversos estímulos y entre los cuales existe una especialización de tareas y una jerarquía social. Los casos de organización social más elevada están dados por las hormigas, las abejas y las avispas.
La vida en comunidad
Se presentan especialmente en animales inferiores generalmente marinos. Los individuos que la forman tienen un origen común y forman una especie de «super organismos» en el que cada uno cumple una función diversa relacionada con la nutrición, la defensa o la reproducción.
Nicho fundamental: cuando es ocupado por una especie sola, sin especies competidoras.
Competencia interespecífica: cuando hay partes del nicho fundamental de una especie en las que ya no puede sobrevivir y reproducirse con éxito.
Nicho efectivo: condiciones en las que un organismo puede vivir en presencia de otros competidores.
Principio de exclusión competidora: si dos especies competidoras coexisten en un ambiente estable, lo hacen como diferenciación de sus nichos efectivos. Si no existiese dicha diferenciación una especie eliminaría a la otra.
Comensalismo: Es cuando un individuo obtiene un beneficio de otro individuo de otra especie sin causarle daño. Por ejemplo, aprovechando la comida sobrante. Ej. Bacterias intestinales.
. Mutualismo: Ocurre cuando un individuo de una especie obtiene un beneficio de otro individuo de diferente especie, y este a su vez obtiene un beneficio del primero. La relación mutualista no es obligada, lo cual la hace diferenciarse de la simbiosis. El concepto mutualismo deriva precisamente de la ayuda mutua que pueden brindarse dos individuos que pertenecen a diferentes especies. Generalmente es una asociación trófica. Ej.Gaviotas
Simbiosis: Se dice que dos organismos son simbiontes cuando ambos
pertenecen a diferentes especies y se benefician mutuamente en una relación obligada. Si uno de los simbiontes perece, el otro también perecerá al perder el recurso del que se ve beneficiado.
Depredación: Es cuando un individuo perteneciente a una especie mata apresuradamente a otra para alimentarse de ella.
El individuo que mata o caza a otros para comérselos se llama predador o depredador. El individuo que es cazado se llama presa.
Parasitismo: Ocurre cuando una especie obtiene un beneficio de otra provocándole un daño paulatino que no provoca la muerte inmediata a la víctima.
La especie que obtiene un beneficio causando daño paulatino se llama huésped o parásito;
mientras que la especie que es dañada se llama anfitrión u hospedero. Cuando la especie que actúa como parásito requiere de una especie intermedia entre ella y el anfitrión final, la especie intermedia se llama reservorio o recipiente.
Competencia: Ocurre cuando dos miembros de diferentes especies pertenecientes a una comunidad tienen las mismas necesidades por uno o más factores del entorno. Los individuos de la especie que posee ventajas para obtener ese factor del medio ambiente será la que prevalezca. La lucha no es física, sino selectiva. Pueden ocurrir encuentros casuales entre dos individuos de una y otra población, pero no es una regla general.
Cuando los cambios en el número de especies son periódicos o cíclicos.El ecosistema vuelve a sus condiciones iniciales.
Sucesiones
En todo ecosistema se observa una tendencia hacia la adquisición de una serie de estados sucesivamente mas estables. Ocurren a lo largo de grandes periodos de tiempo y se llega a estados irreversibles que suponen la madurez del ecosistema.
Tipos de sucesiones:
* Alogénicas: cuando se deben a cambios geológicos, físico-químicos...* Autogénicas: se producen en terrenos que acaban de quedar descubiertos y en ausencia de influencias abióticas gradualmente cambiantes. Pueden ser: primarias y secundarias
Se denomina así al proceso de sucesión que se desarrolla desde una zona desnuda hasta alcanza la clímax.
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Se produce cuando la sucesión parte de una etapa cualquiera de la serie causado por una perturbación, sea un incendio, inundación, etc.; en este caso, transcurrido un tiempo retorna a la serie primaria completa. Por tanto, toda sucesión primaria conduce y culmina en el clímax.
cienc_incendio.jpgcienc_incendio.jpgcienc_incendio.jpgcienc_incendio.jpg
Aumento progresivo de la diversidad de especie y de la especialización de éstas. Mayor disponibilidad de nichos ecológicos.
Un aumento de la complejidad estructural; aumenta el nº de niveles tróficos y la complejidad de las redes tróficas.
Incremento total de la biomasa.
Tendencia a la estabilidad metabólica; es decir, a que la fotosíntesis iguale a la respiración.
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*ECOSISTEMA: conjunto de seres vivos que habitan en un medio (biocenosis), los factores físico –químicos del medio (biotopo) y las interacciones que se producen entre ellos.
*BIOSFERA= ECOSISTEMA
*REQUISITOS PARA EXISTENCIA DE VIDA: -Fuente de energía, el sol o la energía
geotérmica. - Temperatura que permita el agua
líquida.
Desierto Bosque mediterráneo Pradera Bosque Tropical Bosque caducifolio Taiga Tundra
Lénticos: típicos de lagos y aguas quietas. En todos encontramos bentos, plancton y necton◦ Zona litoral: aguas someras.◦ Zona limnética: Aguas superficiales alejadas del
borde.◦ Zona profunda: con poca luz y baja
concentración de oxígeno.
Lóticos: de aguas corrientes. También encontramos bentos, plancton, necton y neuston
Formado por los seres vivos que se fijan a los fondos, o que se deslizan sobre ellos.
Se puede diferenciar entre la comunidad bentónica del litoral y la que ocupa los fondos oceánicos. En el primer caso, al recibir la luz solar, se pueden desarrollar muchas especies de algas verdes y pardas, así como algunas plantas fanerógamas.
Son todos aquellos organismos capaces de nadar y desplazarse por sus propios medios, como los peces, calamares (moluscos cefalópodos de grandes dimensiones) y los cetáceos.
Término colectivo utilizado para denominar a una serie de organismos marinos y dulceacuícolas que van a la deriva o que flotan en la superficie del agua. Debido a su minúsculo tamaño y a la dificultad de desplazarse contracorriente, su movimiento depende de las mareas, las corrientes y los vientos.
Cuando los componentes del plancton son bacterias, algas y hongos microscópicos, se llama fitoplancton.
El otro componente del plancton es el zooplancton, que comprende protozoos y pequeños crustáceos, medusas, gusanos y moluscos, además de huevos y larvas de muchas especies animales marinas y de agua dulce. Los grupos más importantes de protozoos del zooplancton son los dinoflagelados y los foraminíferos.
Conjunto de microorganismos que viven en la interfase agua-aire, unos semisumergidos y otros sobre la superficie.
Estuarios y marismas Mares y océnos
- Zona Nerítica: supralitoral, litoral, infralitoral.
- Zona Pelágica: Estrato epipelágico, batipelágico, abisopelágico.
