Tema
4
La
bioesfera es el conjunto formado por todos los seres vivos que
habitan la tierra.
Un
ecosistema es un sistema natural integrado con componentes vivos y no
vivos que interactuan entre si.
La
ecosfera es el conjunto formado por todos los ecosistemas que
constituyen la tierra.
Los
biomas son los diferentes ecosistemas que hay en la tierra.
Las
relaciones tróficas representan el mecanismo de transferencia
energética de unos mecanismos a otros en forma de alimento. Se
representa mediante cadenas tróficas, que une mediante flechas los
diferentes niveles tróficos.
Productores:
son el primer nivel trófico, son los organismos autotrofos (capaces
de sintetizar materia orgánica). Destacamos los fotosinteticos o
quimiosinteticos. Los principales organismos fotosinteticos son las
plantas superiores y el fito plancton.
La
respiración supone una degradación de la energía que se transforma
en calor.
Los
consumidores son los organismos heterotrofos, se pueden distinguir
los herbívoros o consumidores primarios(segundo nivel), que se
alimentan de los productores; los carnívoros o consumidores
secundarios(tercer nivel), que se alimentan de los herbívoros; y los
carnívoros finales o super carnívoro (cuarto nivel), que se
alimentan de los carnívoros.
Las
redes tróficas son cadenas tróficas con ramificaciones lo que
indica que se alimentan de mas de un nivel trófico. Los omnivoros se
alimentan de mas de un nivel trófico, los carroñeros son
necrofagos(se alimentan de cadáveres), los saprofitos o detritívoros
consumen todo tipo de detritos, los descomponedores son organismos
detritívoros que se encargan de transformar la materia orgánica en
sales minerales.
El
ciclo de la materia y el flujo de la energía.
La
sostenibilidad natural se basa en:
A.
El reciclado de materia
La
materia orgánica es biodegradable, cuyos responsables de degradarla
son los descomponedores en sales minerales, que pueden volver a ser
utilizadas por los productores en la fotosíntesis. Los
descomponedores realizan esta transformación por vía aerobia y
anaerobia, con frecuencia los nutrientes se escapan de la biosfera
por gasificación o porque quedan enterrados en condiciones
anaerobias transformándose así en combustibles fósiles, todo esto
nos indica que el ciclo de la materia tiene a ser cerrado.
B.
El flujo de la energía
El
flujo de la energía es abierto aunque este va disminuyendo por la
regla del diez por ciento. La regla del 10% dice que la energía que
pasa de un eslabón a otro es el 10% de la acumulada en el, se
desprende en forma de calor por la respiración, tras ser utilizada
por cada uno de los niveles para el mantenimiento de las funciones
vitales.
C.
Parámetros tróficos
Son
las medidas utilizadas para evaluar tanto la rentabilidad de cada
nivel trófico como la del ecosistema completo. Estos parámetros
son:
1. Biomasa (B) cantidad en peso de materia orgánica viva o muerta de
cualquier nivel trófico o de cualquier ecosistema. En forma de
biomasa es como se transfiere la energía de unos niveles a otros a
lo largo de una cadena trófica.
2.
Producción (P): representa la cantidad de energía que fluye por
cada nivel trófico, puede ser ; producción primaria: energía
fijada por los organismos autótrofos.
producción secundaria:
energía fijada por los diferentes niveles trófico.
Hay que diferenciar
entre:
Producción bruta (Pb)
que es la cantidad de energía fijada en cada nivel trófico por
unidad de tiempo.
Producción neta (Pn) que
es la energía almacenada en cada nivel trófico por unidad de
tiempo. Representa el aumento de biomasa por unidad de tiempo. Es la
energía que queda tras restar de la producción bruta la energía
consumida en el proceso respiratorio [R],
gasto necesario para cubrir todas las necesidades de
automantenimiento.
Pn = Pb – R
Esta regla explica la
razón por la cual el numero de eslabones es tan limitado.
3. Productividad: es la
relación que existen entre la producción neta y la biomasa. Pn/B.
Sirve para valorar la riqueza
de un ecosistema o nivel trófico, ya que representa la velocidad con
la que se renueva la biomasa, por lo que recibe el nombre de tasa de
renovación.
4. Tiempo de renovación:
es el periodo que tarda en renovarse un nivel trófico o un sistema.
B/Pn .
5.
Eficiencia: representa el rendimiento de un nivel trófico o de un
sistema. Su formula es salidas/ entradas. La eficiencia ecología es
= (Pn/Pn nivel anterior)x 100. teniendo en cuenta la regla del 10% es
mas eficiente una alimentación fundamentalmente herbívora.
D.
Bioacumulación
La bioacumulacion es el
proceso de acumulación de sustancias toxicas en los organismos
vivos, debido a la incapacidad para metabolizar las sustancias
toxicas estas concentraciones van aumentando progresivamente a lo
largo de la cadena trófica. El termino bioacumulacion fue acuñado
hacia los años 50/60 por el plaguicida DDT.
Las pirámides ecológicas
Pueden existir tres tipos
de pirámides tróficas:
Pirámide de energía:
representa el contenido de cada nivel basándose en la regla del 10%
(kcal/m²
x año o kJ/m²
x año).
Pirámide de biomasa: se
basa en función de la biomasa acumulada en cada nivel, este va
decreciendo en función de la regla del 10%. pueden existir pirámides
invertidas (ecosistema marino).
Pirámide de números: se
basa en el numero total de individuos en cada nivel.
Factores limitantes de la
producción primaria
La ley del mínimo dice
que el carecimiento de una especie vegetal se ve limitado por un
único elemento (factor limitante) que se encuentra en cantidad
inferior a la mínima necesaria.
Se llaman energías
externas a aquellas de procedencia solar que son necesarias para la
producción primaria. Los principales factores de la producción
primaria son :
A- La temperatura y la
humedad: si la temperatura aumenta mucho la producción primaria
decrece bruscamente debido a la desnaturalizacion de las enzimas
fotosinteticas (RuBisCO). La enzima fotosintetica depende de la
concentración de CO2 y de O2, si la concentración de ambos gases es
la normal en la atmósfera el encima actuá facilitando la
incorporación del CO2 en el proceso de la fotosíntesis, con lo que
se produce materia orgánica y se desprende O2. Si la concentración
de O2 es superior a la normal o la del CO2 es mas baja de lo normal,
la enzima actuá ralentizando la fotosíntesis porque se induce en la
fotorespiracion.
Las plantas terrestres se
dividen en : plantas c3 y c4 (numero de carbonos).
Plantas c3(trigo,
patata..): aun en ambientes favorables pierden una gran cantidad de
agua a través de los estomas. En condiciones de sequía cierran los
estomas y comienzan el proceso de fotorespiracion reduciendo la
eficacia fotosinteticas.
Plantas c4(maíz,
mijo...): aunque la concentración de co2 sea muy reducida cuentan
con un mecanismo de bombeo por el que son capaces de incorporarlo en
el interior de las hojas.
B- Falta de nutrientes
El Co2 no constituye un
factor limitante ni en la tierra ni en el mar y aunque este gas
activa la fotosintesis pronto se alcanza la saturacion si faltan
otros nutrientes:
El fósforo es el
principal factor limitante de la producción primaria porque su
ciclo geológico es muy lento.
El nitrógeno.
La necesidad de energías
externas: en los océanos la fotosintesis solo tiene lugar en los
primeros 200 m de profundidad. Existen zonas de afloramiento en donde
el agua profunda asciende desde el fondo hasta la superficie,
arrastrando los nutrientes que fertilizan el fitoplancton. La energía
externa que lo hace posible es la portada por el viento, que arrastra
el agua de la superficie del mar y crea un vació superficial que
favorece las células. Las plataformas costeras son las zonas de
productividad elevada por el oleaje que agita el fondo y por los
nutrientes que han sido arrastrados por los ríos. En los ecosistemas
terrestres se requiere un menor gasto de energías externas para el
reciclaje de nutrientes, ya que la distancia entre los lugares de
producción y de descomposición son mucho menores que los océanos
C- La luz y la
disposición de las unidades fotosinteticas
La disposición de las
unidades fotosinteticas constituyen un factor limitante pues al
aumentar la intensidad lumínica ,y esta alcanza un nivel determinado
, se produce la saturacion, debido a que el sistema fotosintetico
actuá a modo de cuello de botella (embudo).
Los ciclos biogeoquimicos
Estos ciclos tienden a
ser cerrados, aunque las actividades humanas ocasionan
desequilibrios. Los ciclos comprenden una serie de caminos realizados
por la materia que escapa de la bioesfera atraves de otros sistemas.
A- El ciclo del carbono
Se encuentra dividido en
dos fases:
1 Ciclo biologico:
mediante la fotosintesis el carbono es retenido y mediante la
respiración es devuelto.
2 Ciclo biogeoquimico:
controla las transferecionas de CO2 entre la bioesfera y los demás
subsistemas. En la litosfera lo podemos encontrar en :
Paso del CO2 de la
atmósfera a la litosfera: el CO2 atmosférico se disuelve con
facilidad en agua formado rocas carbonatada que no presentan una
perdida neta de CO2 atmosférico y las rocas silicatadas que
devuelven a la atmósfera la mitad de lo substraído.
Retorno de CO2 a la
atmósfera : durante las erupciones volcánicas.
Otros sumideros fósiles:
cuando queda enterrado en condiciones anaerobias se transforma en
combustibles fósiles.
B- Ciclo del fósforo
Su proceso de liberación
es muy lento por depender el ciclo geológico, razón por la que es
el principal factor limitante, considerándose por ello un recurso no
renovable. Se encuentra casi todo inmovilizados en los sedimentos
oceánicos.
C- El ciclo del nitrógeno
El nitrógeno es
necesario para los seres vivos porque es un constituyente de los
aminoácidos que forman las proteínas. Aunque exista abundancia de
este elemento, casi todo el nitrógeno atmosférico se encuentra
inaccesible para la mayoría de seres vivos. Existen microorganismos
capaces de captarlos directamente de la atmósfera por los procesos
de :
Fijación biológica:
bacterias y hongos.
Nitrificacion: consiste
en que unas bacterias nitrificantes transforman el amoniaco en
nitritos o los nitritos en nitratos aprovechables por las plantas
como abono. También existen bacterias desnitrificantes que
empobrecen el suelo. Algunas intervenciones humanas como; la fijación
industrial, el abonado excesivo y la combustión a altas temperaturas
producen variaciones en este ciclo.
Tema 5
Autorregulacion del
ecosistema
Todos los niveles
tróficos se encuentran enlazados mediante bucles de realimentacion
negativa que dan estabilidad al sistema (se regula solo).
Un sistema modelo es
cerrado para la materia, aunque abierto para la energía, siendo
capaz de auto regularse y permanecer en equilibrio dinámico a lo
largo del tiempo.
Autorregulacion de la
población
Una población esta
constituida por un conjunto de individuos de la misma especie que
vive en un lugar determinado.
La resistencia ambiental
es el que refuerza el bucle de realimentacion negativa establecido a
través de las defunciones, viene marcado por un conjunto de factores
que impiden que una población alcancen su mayor potencial biotico.
Existen dos factores:
Factores externos pueden
ser biotico(depredadores) y abióticos (cambio de temperatura)
Factores internos(
aumento densidad de la población)
En función de las
diferencias en cuanto a los valores del potencial biotico, existen
dos estrategias de reproducción:
r estrategas: individuos
con un potencial biotico muy elevado lo que significa que tienen
muchas criás que no reciben cuidados por ellos pocas sobreviven por
lo que el tamaño de la población se mantiene estacionario (peces).
k estrategas: poseen una
menor tasa de natalidad por lo que tienen pocas crias pero reciben
cuidados por ellos la tasa de mortalidad es menor (mamíferos).
Las especies amenazadas
son aquellas cuyo numero de individuos se va reduciendo drasticamente
hasta alcanzar una cifra critica, lo que las pone en peligro de
extinción.
Valencia ecológica es la
tolerancia de una especie respecto a un factor limitante.
Las especies eurioicas
poseen valencias ecológicas de gran amplitud, suelen ser r
estrategas.
Las especies estenoicas
presentan unos limites de tolerancia estrechos, pero cuando se dan
las condiciones optimas el numero de individuos es bastante elevado,
suelen ser k estrategas.
Autorregulacion de la
comunidad
La coexistencia de
poblaciones diferentes en un ecosistema genera interacciones, que
actúan como factores limitantes bioticos, que al permitir la
existencia de unas en detrimento de otras, van a contribuir a la
estabilidad el conjunto.
Los diagramas causales
mas sencillos y significativos son:
A- Modelo
depredador-presa
Este modelo es
estabilizador, es un bucle de re-alimentación negativa. Existen
fluctuaciones debido al tiempo de respuesta entre el depredador y la
presa.
B- Parasitismo(P/H)
Es una relación binaria
en la que un individuo, el parásito resulta beneficiado y el
hospedante perjudicado. Existen dos clases:
Endoparasitismo(parásito
dentro del hospedante)
Ectoparasitismo(en el
caso de que el parásito sea externo)
C- Competencia y nicho
La competencia es una
relación entre los individuos de una o mas especies que al utilizar
el mismo recurso (alimento o territorio) no pueden coexistir. Puede
ser intraespecifico o extraespecifico.
Nicho ecológico es el
conjunto de circunstancias, relaciones con el ambiente, conexiones
troficas y funciones ecológicas que definen el papel desempeñado
por una especie de un ecosistema.
Biodiversidad
Riqueza o variedad de
especies de un ecosistema y la abundancia relativa de los individuos
de cada especie. Tras la conferencia de río de Janeiro de 1992 el
termino de biodiversidad se engloba en tres conceptos:
1: Variedad de especies
que hay en la tierra.
2: Diversidad de
ecosistemas en nuestro planeta.
3: Diversidad genética.
Según los estudios de
los restos fósiles se a calculado una tasa de extinción de 500 a
1000 años.
Indice del Planeta
Viviente
Es un indicador de
presión de medio ambiente con el que se mide el grado de perdida de
la biodiversidad.
A- Causas de la perdida
de la biodiversidad
1º: Sobre explotación
2º: Alteración y
destrucción de hábitats
3º: Introducción y
sustitución de especies
B- Medidas para evitar la
perdida de la biodiversidad
En la conferencia de río
de 1992 se firma el convenio sobre la diversidad biológica.
La riqueza de los países
del mundo se valora en riqueza material o económica, riqueza
cultural y biológica o biodiversidad.
Las medidas para evitar
la perdida de la biodiversidad son : parques nacionales, parques
naturales, reservas de la biosfera, realizar estudios, decretar
leyes, fomento del eco turismo.
Sucesión ecológica y
concepto de madurez
La sucesión ecológica
son los cambios producidos en los ecosistemas a lo largo del tiempo.
Madurez ecológica es el
estado en el que se encuentra un ecosistema en un momento dado del
proceso de sucesión ecológica. Dicho proceso da comienzo en unos
estadios iniciales y poco maduros, en los que una comunidad sencilla
y poco exigente coloniza un territorio sin explotar y llega hasta los
estadios mas avanzados y maduros de biocenosis mas organizados.
El ultimo nivel de
complejidad recibe el nombre de comunidad clímax, que representa el
grado de máxima madurez, de equilibrio con el medio, al que tienen
todos los ecosistemas naturales.
Los ecosistemas pueden
sufrir un proceso inverso a la sucesión por causas naturales o
provocadas por el hombre. Este proceso de involución de un
ecosistema se conoce por el nombre de regresión.
A- Tipos de sucesiones
Sucesiones primaria: son
aquellas que parten de un terreno virgen en el cual no ha sufrido
ninguna perturbación.
Sucesión secundaria: es
la que parte de un terreno que ha sufrido regresión, suelen ser mas
cortas que las primarias y su longitud depende del estado de
conservación del suelo.
B- Reglas generales en
las sucesiones
Existen unos cambios en
los ecosistemas en las que transcurren las sucesiones:
La diversidad aumenta. La
comunidad clímax presenta una elevada diversidad que implica gran
numero de especies.
La estabilidad aumenta.
La relaciones entre las especies son muy fuertes contribuyendo a la
estabilidad del sistema.
Cambio de unas especies
por otras. Las especies pioneras (r estrategas) son las que
colonizan, después se convertirán en k estrategas mas exigentes y
especialistas.
Aumento en el numero de
nicho. Este incremento es debido a que las especies “r” son
expulsadas por la “k”.
Evolución de los
parámetros tróficos. La productividad decrece con la madurez.
Regresiones provocadas
por la humanidad
A- Deforestación
B- Incendios forestales.
C- Introducción de
nuevas especies
Principales biomas
terrestres
Los grandes biomas son:
Selva tropical, Bosque
esclerofilo, bosque caducifolio, Bosque de coníferas o taiga y
tundra.
