martes, 6 de diciembre de 2011

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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.