UNIVERSIDADNACIONALAUTÓNOMADEMÉXICO

COLEGIODECIENCIASYHUMANIDADES

PLANTELNAUCALPAN

EvaluacióndelaconductividadypHenalgunosfactoresabióticosybióticosde

unecosistema.

HernándezFuentesAlbertoLeonelLópezGarcíaGilbertoIsaacMartínezCamposErick

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Introducción:

Ecosistema.

Sistema interactuante que comprende una comunidad en una zona específica y lavincula con su ambiente físico inanimado. Por lo que comprende no solo lasinteracciones entre los organismos que viven en una comunidad sino también lasinteraccionesentrelosorganismosysuambienteabiótico.

Amayor número de especies (mayor biodiversidad), el ecosistema suele presentaruna mayor capacidad de recuperación. Esto es posible gracias que aumentan lasposibilidadesdeabsorciónysereducende loscambiosambientales.El conceptodehábitatestáasociadoaldeecosistema.Elhábitatesellugarfísicodelecosistema,unaregión que ofrece las condiciones naturales necesarias para la subsistencia yreproduccióndelasespecies.

Los ecosistemas tienen una estructura física en la medida en que nunca sontotalmente homogéneos, sino que presentan partes, donde las condiciones sondistintasymásomenosuniformes,ogradientesenalgunadirección.

Elambienteecológicoapareceestructuradopordiferentesinterfasesolímitesmásomenos definidos, llamados ecotonos, y por gradientes direccionales, llamadosecoclinas, de factores fisicoquímicos del medio. Un ejemplo es el gradiente dehumedad,temperaturaeintensidadlumínicaenelsenodeunbosque,oelgradienteen cuanto a luz, temperatura y concentraciones de gases (por ejemplo O2) en unecosistemaacuáticoléntico.

La estructura física del ecosistema puede desarrollarse en dirección vertical yhorizontal,enamboscasossehabladeestratificación.

• Ecosistemaacuático

Losecosistemasacuáticosincluyenlasaguasdelosocéanosylasaguascontinentalesdulcesosaladas.Cadaunodeestoscuerposdeaguatieneestructurasypropiedadesfísicas particulares con relación a la luz, la temperatura, las olas, las corrientes y lacomposición química, así como diferentes tipos de organizaciones ecológicas y dedistribucióndelosorganismos.

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• Ecosistematerrestre

Son aquellos en los que laflorayfaunase desarrollan en elsueloo subsuelo.Dependen de lahumedad,temperatura,altitudylatitud, de tal manera que losecosistemas biológicamente más ricos y diversos se encuentra a mayor humedad,mayortemperatura,menoraltitudymenorlatitud.

Los ecosistemas pueden clasificarse según el tipo de vegetación, encontrando lamayorbiodiversidaden losbosques, y esta va disminuyendo en los matorrales,herbazales,hastallegaraldesierto.Segúnladensidaddelavegetaciónpredominante,puedenserabiertosocerrados.

Factoresbióticos

En los ecosistemas, los factores bióticos son todos los organismos vivientes y losresiduos que producen. Todo lo vivo son factores bióticos cuando se estudian losciclos de los ecosistemas y cómo los ambientes funcionan como un todo. Se estahaciendoreferenciaalasgrandesformasdevida,comolosárbolesolosmamíferos,alas pequeñas formas de vida, como los insectos y las algas, y a las formas de vidamicroscópicas, como las bacterias. Estas son las partes más diversas y fácilmentemodificables de los ecosistemas, las cuales están sujetas al balance de las cadenasalimenticias y pueden ser afectadas por enfermedades, contaminación y lascondicionesabióticas.

Losfactoresbióticospuedendividirseentrestipos:

• ‐Individuo:cadaorganismodelecosistema.• ‐Población:elconjuntodeindividuosquehabitanunamismaáreaolugar.• ‐Comunidad: en un lugar determinado se dan interacciones entre varias

poblaciones y se forma una comunidad. Un ejemplo es el bosque, dondeinteractúanplantasyanimales.

Tambiénexistenenlacomunidad:hongos,bacteriasyprotistas.Asíquecadaespecieno solamente interactúa con los factores abióticos sino que está constantementeinteractuandoigualmenteconotrasespeciesparaconseguiralimento,cobijouotrosbeneficios mientras compiten. Todas las interacciones con otras especies seconsideran como factores bióticos; algunas interacciones son positivas, otros sonnegativasyalgunassonneutras.

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Los factores bióticos también pueden ser clasificados en 3 tipos, que son lossiguientes:

• Productoresoautótrofos:sonlosquefabricansupropioalimento,soncapacesdesintetizarmoléculascomplejasapartirdesustanciasinorgánicassimples.

• Consumidores:sonlosquenopuedenproducirsualimento.• Descomponedores:sonlosquesealimentandemateriaorgánicadescompuesta.

Lassemillassonlasestructurasquelasplantasproducenparasupropagación,formanpartedel frutoquedaorigena lanuevaplanta.Losnutrimentosalmacenadosenlassemillas son fuentes concentradas de proteínas, aceites, carbohidratos y vitaminasqueutilizarálasemillaparagerminaryparaeldesarrolloinicialdelaplántula.

Las semillas están formadas por células y están delimitadas por membranaplasmática.Elvalorparalaconductividaddemembranasebasaenelentornoexternodelacélula.Todaslascélulascompartenelmismoambienteyestodaunvalorbaseapartir del cual la conductividad de la membrana puede ser cuantificadaadecuadamente. Cualquier cambio en la conductividad demembrana de una célulaafectasurelaciónconelambientecompartidoportodaslascélulaspresentes.

Lahomeostasis(equilibriodentroyfueradelacélula),esreguladabásicamenteporlamembranaplasmáticaquesólopermiteelpasoaciertassustanciasendeterminadosmomentos. Los siguientes factores son importantes para el paso a través de lamembrana; si son lípidos o moléculas solubles en lípidos, pasarán fácilmente, lasmoléculasmáspequeñas tambiénpasaránmás fácilmenteque lasmás grandes. Lasmoléculasconunacarganeutratendránuntiempomáscortoquelosionespositivosonegativos. Ya que la membrana celular tiene la capacidad de seleccionar cuálesmoléculaspuedenpasaryenquemomento. Factoresabióticos

Losfactoresabióticossonlosdistintoscomponentesquedeterminanelespaciofísicoenel cualhabitan los seresvivos;entre losmás importantespodemosencontrar:elagua,latemperatura,laluz,elpH,elsuelo,lahumedad,elaireylosnutrientes.

Cuandounfactorabióticoalcanzavaloresmásalláde losmárgenesdetoleranciadeuna especie, actúa como factor limitante para la supervivencia de esa especie. Losfactoresabióticossonlosprincipalesfrenosdelcrecimientodelaspoblaciones.Estosvaríansegúnelecosistemadecadaservivo.

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• Luz:

Laluzeslaprincipalfuentedeenergía.Suvariabilidaddepende,entreotrascausas,delosmovimientosderotaciónydetranslacióndelaTierra,loquedacomoresultadounfotoperiodo(cantidaddeluzenrelaciónconunperíododetiempodeterminado)queproduce cambios fisiológicos y periódicos. La luz proporciona la energía necesariaparaelfuncionamientodelosecosistemasconsiderándosedosaspectos;laintensidadluminosayelfotoperiodo.

La luzesun factorabióticoesencialdel ecosistema,yaqueconstituyeel suministroprincipal de energía para todos los organismos. La energía luminosa es convertidapor las plantas en energía química gracias al proceso llamado fotosíntesis. Éstaenergíaquímicaescapturadaenlassustanciasorgánicasproducidasporlasplantas.

• Temperatura:

Losprocesosvitalessucedendentrodeunintervalodetemperaturaentrelos0ºCylos 90 º C, que son losmárgenes que permiten la existencia de agua líquida. Pocasespeciestoleranambosextremos.Latemperaturacondiciona,ademásdelahumedad,otros factores abióticos, como la presión atmosférica y los vientos. Es un factorfundamentalparalavidayaqueregulalasfuncionesvitalesquerealizanlasenzimas.Cuando la temperatura es muy baja o muy elevada estas funciones se paralizanocasionandoladestrucciónalosorganeloscelularesohastadelapropiacélula.

Las plantas utilizan una cantidad pequeña del calor para realizar el procesofotosintético y se adaptan para sobrevivir entre límites de temperaturamínimos ymáximos,

• Agua:

Elaguaesunasustanciacuyamoléculaestáformadapordosátomosdehidrógenoyunodeoxígeno(H2O).Esesencialparalasupervivenciadetodaslasformasconocidasdevida,actúacomountermorreguladordelclimaydelossistemasvivientes;graciasalagua,elclimadelaTierrasemantieneestable.Entérminosbiológicos,estosignificaque frente a una elevación de la temperatura en el ambiente circundante, latemperaturadeunamasadeaguasubiráconunamayorlentitudqueotrosmateriales.Igualmente,silatemperaturacircundantedisminuye,latemperaturadeesamasadeagua disminuirá conmás lentitud que la de otrosmateriales. Así, esta cualidad del

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agua permite que los organismos acuáticos vivan relativamente con placidez en unambientecontemperaturafija.

• Suelo

Se denomina suelo a la parte no consolidada y superficial de la corteza terrestre,biológicamente activa, que tiende a desarrollarse en la superficie de las rocasemergidaspor la influenciade la intemperieyde los seresvivos (meteorización).Agrandes rasgos los suelos están compuestosdemineralesymaterial orgánico comomateriasólida,aguayaireendistintasproporciones.

• ElpH

ElpH,mideelgradodeacidezoalcalinidaddeunasustancia,esunparámetromuyimportante para todas los suelos, los sustratos para macetas, jardineras, etc. y lasaguasderiego.ElpHseexpresaconunnúmerocomprendidoentre1y14,peroenel99%deloscasosestaráentre3y9:

SueloÁCIDOtieneunpHmenorde7.SueloNEUTROtieneunpHiguala7.SueloBÁSICOoALCALINOtienepHmayorde7.

El mejor pH para la mayoría de las plantas oscila entre 6.5 y 7, es decir, neutro.Algunas, llamadasacidófilas, loprefieren inferiora6,yotras(calcícolas),son felicesconunpHsuperiora7.

• Laconductividadeléctrica

Laconductividadeléctricaeslamedidadelacapacidaddeunmaterialparadejapasarlacorrienteeléctrica,suaptitudparadejarcircularlibrementelascargaseléctricas.Laconductividadeléctricaestárelacionadaconlaconcentracióndesolutos(sales)enunsuelo,losvaloresquesepuedenconsiderarcomoóptimosparalasplantassesitúanenmenosde10dS/m,(deciSiemens/m), asíesquevalores mayoresa10dS/mseconsideran suelos altamente alcalinos. 1dS/m = 1000 uS/cm (unidad usada paramedirlaconductividaddelossuelosenesteproyecto).

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Objetivos:

• Conocer algunas características como el pH y conductividad de diferentesmuestrasdesuelos.

• Relacionar los factores abióticos (pH y conductividad) con la fertilidad delsuelo.

• Relacionarlaconductividaddelassemillasconlagerminación.• CompararlossensoresVernieryLesa

Hipótesis:

1. Laconductividaddelsueloesmayorsiexistemayorcantidaddeioneseneste,porloqueelsueloserámásfértilylassemillascreceránconmásrapidez.

2. ElpHdelsueloinfluyedemaneradirectaeneldesarrollodelasplantulitas,puessielsueloesmuyácidoomuybásicoestenoseráelaptoparaeldesarrollodeéstas.

Materialyequipo:

• Aguadesmineralizadaodesionizada

• InterfazVernier:LabQuesT, InterfazLesa

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• Electrodosdeconductividad:

• A)Vernier B)Lesa

• ElectrodosdepH

A)Vernier B)Lesa

• 4Vasosdeprecipitado.• Balanza.• 2probetasde50ml.• Lentejas.• Muestrasdetierradedistintoslugares.

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Desarrollo:

1. Se pesaron4 gramosde unamuestra de suelo y se colocaron en un vaso deprecipitadoscon40mlaguadesmineralizada.

2. SecolocóelsensordeconductividadmarcadeVernierysetomaronlecturasdurante120segundos.Se repitióelprocedimientoconel sensorde lamarcaLesa.;.

3. ElprocedimientoanteriorserepitióconlossensoresdepHdeambasMarcas.4. Seprepararon2vasosdeprecipitadocon40mldeaguadesmineralizadauno

paraelsistemadeVernieryelotroparaLesa,recolocaron50lentejasencadauno y posteriormente se realizaron la pruebas de conductividad y pH (Laslecturasnopuedenrealizarseenformasimultánea)

5. Sepusieronagerminarlassemillas.

Resultados.

Figura1.EstaimagenmuestracomoseobtienenlosdatosconlaLabQuestlainterfasedelossensoresVernier.

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Figura 2. Grafica con los valores de conductividad obtenidos con los sensores deVernieryLesa,delasdiferentesmuestrasdesuelo.

En la figura anterior se puede observar que lasmuestras de suelo de Tlalnepantla,Azcapotzalcodos,NicolásRomeroyCoacalco,losvaloresobtenidosenambostiposdesensoressonmuydiferentes.

Figura3.GraficaconlosvaloresdepHobtenidosconlossensoresdeVernieryLesadelasdiferentesmuestrasdesuelo.

Enlafigura3sepuedeobservarquelosresultadosobtenidosporLesadieroncasientodosunvalordepHalcalinoaexcepcióndelamuestradosdeAzcapotzalco,donel

0

50

100

150

200

250

300

Atzc Tlnp Tlttn Atzp Nc.R Nza Cclco Ncpl

Conductividad(µS)

Conductividad(µS)endiferentesmuestrasdesuelos

Vernier

Lessa

0

2

4

6

8

10

Atzc Tlnp Tlttn Atzp Nc.R Nza Cclco Nclp

pHendiferentessuelos

pHVernier pHLessa

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valordepHfuede5.85.EngeneraldepHobtenidosconVernierfueronmuycercanosalneutroconexcepcióndelamuestradesuelodeNezaquediounvalorde8.65

Figura4.Valoresdeconductividaddesemillasdelentejaregistradosoconlossensores

deVernieryLesa.

Enlafigura4seobservaenlaprimeramuestra,ladiferenciaentreelvalordeLesayde Vernier (59 µS). En las dos primeras muestras los valores de Vernier son muysemejantes14.1y14.8µS.

Análisisderesultados:

ConsideramosquelosresultadosdelossensoresdeVerniersonlosmejores,puessededuceque los electrodos sonmás confiables debido a lo siguiente; lamuestra conaguadesionizadaobtuvovaloresdeconductividadde5.16µSacomparacióndelosresultadosdelossensoresdeLesaquedieronvaloresde75µSdeconductividad,estoesincoherentedebidoaqueelaguadesionizadanotieneiones,esmásprobablequesuvalorseaelmedidoporvernier.

Endosmuestrasdesueloalhacerlosduplicadosdelosexperimentoslosvaloresdeconductividad obtenidos con los sensores de Lesa fueron de cero. En general losvaloresobtenidosconambossensoresfueronmuydiferentes.Alobservarlafigura2sepuedeverquelosvalorescolectadosporVernier,enlasmuestrasdeTlalnepantla(187mS)Azcapotzalcodos(261mS),NicolasRomero(256mS)yCocalco(237mS)fueronbastantemásaltosquelosdeNeza.Loquenoshacepensarquelossensoresdelesasonpocosensibles.

0

100

1 2 3

Conductividad(µS)

Conductividad(µS)ensemillasdelenteja

Vernier Lessa

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Como se puede ver en la figura 3 en cuanto al pH los sensores de Lesa dieronresultadosmásaltoscasitodosarribade8.5,soloeldeAzcapotzalcomuestradosdiovalorde5.8.LosdeVernierestuvieronmáscercanosaunvalorneutro.ElsueloconelpHmásaltoparalosdossensoresfueNeza,8.65Verniery9.85Lesa.Aquítambiénsepuedeverdiferenciaentrelosvaloresdelosdossensores.

Las muestras de suelo de Nicolás R., Coacalco, Azcapotzalco muestra dos yTlalnepantla, tuvieron losvaloresmásaltosdeconductividadpor loque tienenmáscantidaddeiones,asícomoelpHlevementebásico7.4,locualfavorecióeldesarrollode lasplantulitas;elporcentajedegerminaciónenestos fuede90%.Enel suelodeAzcapotzalcomuestrauno(55.6µS)seobtuvounagerminaciónmuybaja.

Figura5.Plántulasgerminadasendiferentestiposdesuelo.

La hipótesis secomprobópuessesupusoquesielsueloteníamásionescreceríanmáslassemillas.Yefectivamente,dondelaconductividadfuemayorlassemillasgerminaronmásrápidoycrecieronmejorquefueenNicolásR.

En cuanto al pH elmás bajo (6.6) fue enNicolásR., seguidodeAzcapotzalco uno yTlalnepantladondelograrongerminarel80%delassemillas;mientrasqueenelsueloNezanogerminaron.

Conclusión:

Alobservarlosvasosconsemillas,concluimosqueelsueloprovenientedeTultitlanyNezanodejócrecerbienalasplántulaspuesensumayoríaeraarenaypiedras.

EnelsueloprovenientedeAzcapotzalcomuestraunosólo2semillaslograronformarunaplanta,aquíelpHfuemuybajoylaconductividadtambiénfuemuybaja(55.6µS)

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Por loquesuponemosqueparaque las semillasgermineny sedesarrollenbien lasplántulas,laconductividaddelsuelodebeseraltayelpHsermuycercanoa7.Fuentesconsultadas:

Solomon,E.P.,(2001),Biología,México,McGrawHillInteramericanahttp://www.biodiversidad.gob.mx/ecosistemas/quees.htmlhttp://www.tecnun.es/asignaturas/Ecologia/Hipertexto/04Ecosis/100Ecosis.htmhttp://www.ehowenespanol.com/factores‐bioticos‐ecosistemas‐sobre_36656/http://www.ecologiahoy.com/factores‐bioticoshttp://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/Abioticosfactores.htmhttp://www.botanical‐online.com/ph.htmhttp://es.wikipedia.org/Wiki/Ecosistema