Presentación del capítulo 47

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Presentación del capítulo 47

  1. 1. EcosistemasSemana 14, Capítulo 47
  2. 2. 47.1 Naturaleza de los ecosistemas Un ecosistema es un conjunto de organismos y un ambiente físico que interactúan a través del flujo de energía y el reciclaje de nutrientes. Miembros principales de los ecosistemas: • productores (autótrofos) • consumidores (heterótrofos) • detritívoros • descomponedores
  3. 3. Productores y consumidores Los productores o autótrofos producen su alimento a partir de energía solar, agua y CO2. Plantas y algas. Los consumidores o heterótrofos obtienen su alimento comiendo otros organismos. Herbívoros, carnívoros, omnívoros y parásitos.
  4. 4. Detritívoros y descomponedores Los detritívoros son animales que consumen partículas orgánicas pequeñas (detrito) de origen vegetal o animal. Los descomponedores son bacterias y hongos que se alimentan de desperdicios orgánicos y los degradan a compuestos inorgánicos.
  5. 5. Energía y nutrientes La energía fluye a través del ecosistema. Los productores capturan energía solar y la almacenan como energía química en los enlaces de glucosa y otros compuestos orgánicos. El metabolismo rompe los enlaces y parte de la energía se pierde como calor. Los nutrientes se reciclan. Los productores los toman del ambiente y los descomponedores los devuelven al ambiente.
  6. 6. Estructura trófica de los ecosistemas Niveles tróficos- son jerarquías de relaciones alimenticias (tróficas). Se transfiere energía de un nivel a otro cuando un organismo se come a otro. Cada nivel trófico se aleja más de la fuente original de energía. Cadena alimenticia (trófica)- secuencia durante la cual se transfiere energía de los productores a niveles tróficos más altos. Los omnívoros se alimentan en varios niveles. Red alimenticia (trófica)- conjunto de las cadenas alimenticias presentes en un ecosistema.
  7. 7. Una cadena alimenticia o tróficaLas cadenas alimenticiaspresentan relaciones tróficaslineales y simplificadas entremiembros del ecosistema.Los autótrofos son losproductores y constituyen elprimer nivel trófico.Los herbívoros son losconsumidores primarios yconstituyen el segundo niveltrófico.Los carnívoros son losconsumidores secundarios,terciarios, etc. y constituyen eltercer, cuarto, etc. nivel trófico.
  8. 8. Una red alimenticia o tróficaLas redesalimenticiaspresentanrelaciones tróficasinterconectadas ycomplejas entre losmiembros delecosistema.
  9. 9. Una red alimenticia o tróficaLas redesalimenticiaspresentanrelaciones tróficasinterconectadas ycomplejas entre losmiembros delecosistema.
  10. 10. 47.2 La naturaleza de las redesalimenticias (tróficas) Redes alimenticias- en los ecosistemas se conectan múltiples cadenas alimenticias que se clasifican en dos grupos principales: de herbívoros y de detritívoros. Cadena trófica de herbívoros- la energía almacenada en los productores fluye a los herbívoros, que tienden a ser animales grandes. Cadena trófica de detritívoros- la energía almacenada en los productores fluye a los detritívoros y los descomponedores, que tienden a ser pequeños (eg., lombrices de tierra, insectos del suelo, gongolones).
  11. 11. ¿Cuántos niveles hay en las cadenas yen las redes alimenticias? La pérdida acumulativa de las transferencias de energía entre los niveles tróficos sucesivos limita la longitud de las cadenas alimenticias a cuatro o cinco niveles tróficos. Las cadenas alimenticias tienden a ser más cortas en los ecosistemas temporales o inestables y más largas en los ecosistemas maduros o estables. Las cadenas alimenticias que tienen muchos carnívoros tienen menos conexiones, las que tienen muchos herbóvoros tienen más conexiones.
  12. 12. Modelo de una red alimenticiaEste modelo ilustra la complejidad de las redes alimenticias.Rojo- productores, crema- consumidores primarios, amarillo-consumidores secundarios.
  13. 13. Modelo de una red alimenticiaEste modelo ilustra la complejidad de las redes alimenticias.Rojo- productores, crema- consumidores primarios, amarillo-consumidores secundarios.
  14. 14. 47.3 Flujo de energía en un ecosistema Los autótrofos o productores primarios capturan energía y toman nutrientes que pasan a otros niveles tróficos. Productividad primaria es una medida de la tasa (rate) a la cual los productores capturan y almacenan energía. Productividad primaria bruta (PPB)- total de energía capturada por los productores. Productividad primaria neta (PPN)- total de energía que se traduce en biomasa o crecimiento. Equivale a la PPB menos la energía usada durante el metabolismo. Esta es la energía disponible para los consumidores primarios.
  15. 15. Productividad primariaProductividad primaria en el Atlántico Norte durante el invierno. Rojo- másfotosíntesis y por lo tanto más productividad.
  16. 16. Productividad primariaProductividad primaria del Atlántico Norte durante la primavera. Rojo- másfotosíntesis y por lo tanto más productividad. El gran aumento en productividad sedebe mayormente al aumento en radiación solar durante esta parte del año.
  17. 17. Pirámides ecológicas Las pirámides de biomasa presentan el peso seco de los organismos en cada nivel trófico. El nivel más ancho es casi siempre el de los productores. Las pirámides de energía presentan la energía que entra a cada nivel trófico. El nivel más ancho siempre es el de los productores.
  18. 18. Una pirámide de biomasa Esta pirámide de biomasa corresponde a un ecosistema acuático en Silver Springs, Florida.
  19. 19. Una pirámide de energía Esta pirámide de energía corresponde al mismo ecosistema acuático en Silver Springs, Florida. Los números corresponden a kilocalorías por metro cuadrado por año.
  20. 20. Flujo de energíaEstediagramapresenta elflujo deenergía en elmismoecosistemade SilverSprings,Florida.Observa quela mismacantidad deenergía queentra, al finalsale delecosistema.
  21. 21. Eficiencia ecológica Entre el 5 y el 30 por ciento de la energía presente en la biomasa (los cuerpos) de los organismos de un nivel trófico pasan a formar parte de la biomasa (los cuerpos) de los organismos del siguiente nivel trófico. Parte del resto de la energía se pierde como calor metabólico y parte sale en el excremento como alimento parcialmente digerido. El alimento no digerido presente en el excremento es usado por los detritívoros y los consumidores.
  22. 22. 47.4 Bioacumulación La bioacumulación sucede cuando sustancias tóxicas se concentran en el tejido de los organismos según se sube en la cadena alimenticia. Uno de los casos más estudiados fue el del insecticica DDT, usado extensamente a mediados del siglo pasado. El DDT se acumuló en el tejido graso de los animales y llegó a concentraciones tan altas que interfirieron con el depósito de calcio en los cascarones de las aves que ocupaban los niveles más altos de las redes alimenticias. Estas aves ponían huevos con cascarones tan finos que se rompían al empollarlos. La prohibición del uso de DDT ha permitido que las poblaciones de estas aves se recuperen.
  23. 23. Bioacumulación del DDT
  24. 24. Tres aves afectadas por la bioacumulación del DDTaguila calva pelícano blanco falcón peregrino
  25. 25. Ciguatera La ciguatera es causada por la bioacumulación de una toxina producida por un dinoflagelado del fitoplacton marino. En ciertas ocasiones del año es peligroso consumir peces que ocupan los niveles más altos de la cadena alimenticia. Nunca debe comerse carne de barracuda El dinoflagelado Gambierdiscus (picúa). toxicus
  26. 26. La amenaza del mercurio El mercurio generado por procesos industriales puede bioacumularse en ecosistemas acuáticos hasta llegar a personas que se alimentan de peces. El mercurio es dañino para el sistema nervioso y es especialmente peligroso para niños, mujeres embarazadas y madres que lactan a sus bebés. El caso más dramático sucedió en Japón a mediados del siglo pasado y se conoció como la Enfermedad de Minamata.
  27. 27. 47.5 Ciclos biogeoquímicos Los ciclos biogeoquímicos describen cómo los compuestos químicos llegan desde sus reservorios a los ecosistemas, se mueven a través de los componentes de los ecosistemas y regresan a los reservorios.
  28. 28. 47.6 El ciclo del agua El ciclo del agua es global. El agua pasa lentamente del océano (reservorio principal) a la atmósfera, a la tierra y de regreso al mar. Números en km3/año.
  29. 29. Magnitud de las reservas de agua
  30. 30. Deforestación, nutrientes y escorentía En esta gráfica, azul claro representa la cantidad de calcio en el agua que sale del bosque, mientras que azul oscuro representa la cantidad de calcio en el agua que sale del predio deforestado.La deforestación expone elsuelo a las corrientes deagua. El agua se lleva losnutrientes y los deposita enríos y lagos, causandosedimentación.
  31. 31. La crisis mundial del agua Hay muchísima agua salada pero proporcinalmente poca agua dulce. Dos terceras partes del agua dulce se usa en la agricultura. La producción de agua dulce mediante la desalinización de agua de mar es un proceso muy caro porque consume una gran cantidad de energía. En muchos lugares, las reservas subterráneas de agua (acuíferos) se usan más rápido de lo que pueden recuperarse. Además, se han contaminado con desechos industriales. Algunos de nuestros acuíferos se han contaminado con agua de mar debido a la extracción excesiva de agua dulce en áreas cercanas a la costa.
  32. 32. Uso del agua en la agricultura La producción agrícola en lugares de los EUA que reciben poca lluvia depende de la extracción masiva de agua de los acuíferos. Los círculos verdes son las áreas irrigadas
  33. 33. Extracción de agua y contaminación enacuíferos en los EUA
  34. 34. Efecto de actividades humanas sobre losacuíferos
  35. 35. 47.7 El ciclo de carbono El carbono se mueve a través de todas las redes alimenticias, entrando y saliendo de los reservorios. • Corteza terrestre: 66 a 100 millones de gigatoneladas • Océanos: 38,000 to 40,000 gigatoneladas • Combustibles fósiles: 4,000 gigatoneladas • Detrito en el suelo: 1,600 gigatoneladas • Atmósfera: 766 gigatoneladas (mayormente CO2) • Biomasa: 540 to 610 gigatoneladas
  36. 36. El ciclo de carbono
  37. 37. Impacto humano sobre el ciclo de carbono Todos los años el ser humano extrae de las reservas ambientales entre 4 y 5 gigatoneladas de combustibles fósiles. Anualmente añadimos a las atmósfera 6 gigatoneladas de carbono más de las que la atmósfera puede reciclar con las reservas marinas. Muchos científicos opinan que el exceso de CO2 que entra a la atmósfera está contribuyendo a cambiar el clima del planeta.
  38. 38. 47.8 Gases de invernadero y calentamiento global La energía solar es absorbida por la superficie de la tierra y una porción se radía como calor. Los gases atmosféricos rebotan parte del calor de regreso a la tierra y la temperatura aumenta. Los gases de invernadero más importantes son: dióxido de carbono, vapor de agua, óxido nitroso y metano.
  39. 39. El efecto de invernadero El efecto de invernadero es importante para la vida porque sin el mismo temperatura bajaría por la noche a niveles letales. El efecto excesivo, sin embargo, aumenta la temperatura del planeta.
  40. 40. Gases de invernadero y la temperaturadel planetaObserva la relación entre el aumentode los dos gases de invernadero y elaumento en temperatura.
  41. 41. Calentamiento global La temperatura cerca de la superficie de la tierra está aumentando a razón de 1.8°C (3.2°F) por siglo. Se espera que este aumento de temperatura derrita parte del hielo en las capas polares y aumente el nivel del mar. También se espera que cambien los patrones de lluvias y sequía, y que aumente la intensidad de los huracanes.
  42. 42. 47.10 El ciclo del fósforo El ciclo del fósforo es un ciclo sedimentario que mueve fósforo desde su reservorio primario (la corteza terrestre), a través de los suelos, el sedimento, los cuerpos de agua y los organismos. El fósforo está presente en las rocas, principalmente como fosfato (PO4). Se mueve a través de los ecosistemas disuelto en agua. Fósforo es un factor limitante en el crecimiento de las plantas. Hasta las primeras décadas del siglo pasado, una de las principales fuentes de fósforo para uso como fertilizante fue el guano (excremento de aves marinas y de murciélagos). Durante varias décadas se extrajo guano de las cuevas de Isla de Mona.
  43. 43. El ciclo del fósforo
  44. 44. Eutroficación: demasiados nutrientes El enriquecimiento de un ecosistema acuático que contiene pocos nutrientes puede causar un crecimiento exagerado de algas y otros productores. Los nutrientes pueden llegar en escorrentía de campos agrícolas o mediante la descarga de aguas negras. Las algas que se reprodujeron exageradamente mueren cuando se acaba el nutriente. Las bacterias aeróbicas sufren entonces una explosión poblacional que reduce la concentración de oxígeno hasta el punto de causar una mortandad de peces.
  45. 45. EutroficaciónCrecimiento excesivo de algas Peces asfixiados
  46. 46. Biodiversidad- Todus mexicanusEl San Pedritoes endémicode Puerto Rico.Vive enbosques através de la islay anida entúneles queexcava en latierra. Su cantose parece al deun grillo.

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