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Tema 4 biosfera completo

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Tema 4 Ciencias de la Tierra 2016-2017

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Tema 4 biosfera completo

  1. 1. EL SISTEMA BIOSFERA TEMA 4 Francisco Javier Zamora García IES Licenciado Francisco Cascales de Murcia Ciencias de la Tierra y Medioambientales Curso 2016-2017
  2. 2. 1. INTRODUCCIÓN: CONCEPTOS DE ECOLOGÍA
  3. 3. 1. INTRODUCCIÓN: CONCEPTO DE BIOSFERA, ECOSFERA, ECOSISTEMA Y BIOMA
  4. 4. 1. CONCEPTO DE BIOSFERA • Biosfera: es un sistema que incluye el espacio donde se desarrolla toda la vida que existe en la Tierra. • Está constituido por la vida y su área de influencia, desde el subsuelo hasta la atmósfera. • “En la actualidad con el termino biosfera se suele referir únicamente a todos los seres vivos que pueblan nuestro planeta”.
  5. 5. • Sus límites son difíciles de precisar pues se han encontrado bacterias a 2.800 m de profundidad bajo tierra (y no se cree que sea un hecho aislado, probablemente haya a mucha más profundidad) y se han visto volar aves a 9 km de altura y hay una enorme diversidad de especies en la profundidad del océano (adaptadas a la oscuridad total y a la enorme presión del agua). 1. CONCEPTO DE BIOSFERA
  6. 6. La biocenosis de la Ecosfera Conjunto de todos los seres vivos que habitan la Tierra Sistema abierto que intercambia materia y energía La materia que sale realiza un recorrido por los sistemas terrestres dando lugar a los ciclos biogeoquímicos 1. CONCEPTO DE BIOSFERA
  7. 7. 1. CONCEPTO DE ECOSFERA • Es el ecosistema planetario de la Tierra (la Tierra puede ser considerada como un ecosistema donde la atmósfera, hidrosfera, geosfera y los seres vivos se relacionan entre sí, directa o indirectamente, por ejemplo los organismos fotosintéticos producen oxígeno que se libera a la atmósfera y, a su vez, este oxígeno puede ser cogido de la atmósfera y usado por otros seres vivos).
  8. 8. ECOSFERA: • Es el gran ecosistema planetario • Conjunto formado por todos los ecosistemas que constituyen la Tierra La biocenosis de la ecosfera es la BIOSFERA Se considera sistema cerrado que intercambia energía (solar y calor) BIOMAS: • Los grandes ecosistemas en que dividimos la ecosfera • Los diferentes ecosistemas terrestres Determinado por las condiciones ambientales de una región geográfica Caracterizados por un clima determinado Poseen una flora y una fauna asociadas Ej: selva tropical, desierto, sabana, tundra, etc 1. CONCEPTO DE ECOSFERA Y BIOMAS
  9. 9. Biosfera: Capa de la Tierra en la que habitan los seres vivos. Zona formada por • Hidrosfera • Superficie de la corteza • Parte inferior de la atmósfera ¡¡¡¡ La biosfera es un sistema abierto!!!! Ecosfera* es el ecosistema mayor, abarca todo el planeta y reúne a todos los seres vivos en sus relaciones con el ambiente no vivo de toda la Tierra. Es un sistema cerrado * A veces se usa como sinónimo de Biosfera
  10. 10. 1. LOS BIOMAS TERRESTRES Y ACUATICOS (Concepto)
  11. 11. 1. LOS BIOMAS • Los biomas son ecosistemas a escala mundial (de gran tamaño), con una fauna y flora con características determinadas por el clima (Tª y humedad). • Los biomas corresponderían con el estado clímax de un ecosistema para una temperatura y humedad determinados.
  12. 12. 1. LOS BIOMAS TERRESTRES Y ACUATICOS (Concepto) • Aunque, el concepto bioma en su sentido más genuino se atribuye a zonas terrestres, también se puede hablar de biomas acuáticos (marinos y dulceacuícolas) y biomas de interfase en los que confluyen ambientes diversos como el terrestre y dulceacuícola o el marino y dulceacuícola (zona costera, marismas, estuarios…).
  13. 13. 1. LOS BIOMAS TERRESTRES
  14. 14. Mapa de Biomas terrestres 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 8 7 8 9 9
  15. 15. 1. LOS BIOMAS TERRESTRES • Pluvisilva, caracterizada por alta temperatura y humedad y gran densidad de vegetación (selva). • Sabana con herbáceas y arbolado disperso, con una estación seca y otra lluviosa y un clima cálido. • Estepas o praderas con herbáceas y arbolado disperso. No es caluroso sino Tª fría. • Desierto con escasas precipitaciones y flora. Dos tipos, cálido y frío, con Tª extremas.
  16. 16. Selva ecuatorial o tropical Biodiversidad muy alta: la más alta de los ecosistemas terrestres Vegetación exuberante Clima cálido y muy lluvioso Abundantes animales en todos los pisos del dosel vegetal
  17. 17. Sabana africana Pradera de gramíneas salpicada de árboles En latitudes intertropicales Estación húmeda y seca Muchos animales: grandes mamíferos con capacidad de migrar a grandes distancias
  18. 18. Praderas de Norteamérica y Pampa argentina Praderas de la región templada Precipitaciones y sequías extremas y periódicas Herbáceas adaptadas al pastoreo y al fuego Mamíferos ungulados y excavadores
  19. 19. Desierto Escasas precipitaciones y mal repartidas a lo largo del año Causas: Altas presiones subtropicales  Sahara Gran altitud  Desierto del Gobi Vegetación escasa y muy adaptada Animales con importantes adaptaciones morfológicas y fisiológicas
  20. 20. 1. LOS BIOMAS TERRESTRES • Bosque mediterráneo con veranos calurosos e inviernos suaves, con época de sequía que coincide con el verano, por lo que la flora debe estar adaptada al período de sequía. • Bosque de hoja caduca, climas templados con cambios estacionales. • Taiga, clima frío con bosques de coníferas (Picea, abetos, alerces y pinos). • Tundra, muy frío, suelo permanentemente congelado y la flora aparece en verano cuando se derriten los hielos durante un tiempo muy breve.
  21. 21. Bosque mediterráneo En regiones de clima mediterráneo Los veranos calurosos y secos Árboles perennes con hojas coriáceas: encinas, alcornoques, algunos pinos Arbustos y matorrales xerófitos Predominio de roedores: ratones, ardillas, lirones, conejos Aves, reptiles e insectos martas, ginetas, tejones. El bosque mediterráneo
  22. 22. Maquis, maquia, garriga, chaparral Etapa regresiva en la sucesión ecológica del bosque mediterráneo Por regresión: acción antrópica: fuego, pastoreo El matorral mediterráneo
  23. 23. El bosque caducifolio Propio de zonas templadas con una estación fría y precipitaciones moderadas Predominio de árboles: hayas, robles, arces, abedules, castaños Estrato arbustivo, helechos, herbáceas anuales, musgos y hepáticas Predominio de animales de pequeño porte: ardillas, lirones, ratones, comadrejas, tejones, turones En los claros del bosque: venados Animales de mayor porte como el oso pardo Es uno de los biomas más alterados por asentamientos humanos
  24. 24. La Taiga El bosque de coníferas más grande del mundo Zonas al margen del círculo polar, a elevadas latitudes Vegetación dominante de pinos y abetos Explotada como recurso maderero Grandes herbívoros como alces y venados Depredadores: osos, lobos y linces
  25. 25. La Tundra Propia de regiones polares y cumbres montañosas Suelo permafrost: capa profunda siempre helada y superficial que se deshiela en los cortos veranos. No hay vegetación arbórea Estrato basal: musgos, líquenes, herbáceas y juncos Animales característicos: caribús, renos, lobos, liebres árticas, lemings, aves migratorias e insectos en el verano.
  26. 26. 1. LOS BIOMAS TERRESTRES
  27. 27. LOS BIOMAS TERRESTRES
  28. 28. 1. LOS BIOMAS MARINOS
  29. 29. 1. LOS BIOMAS MARINOS: NERÍTICO • Nerítico, situado en la plataforma continental hasta 200m de profundidad, penetra la luz y está muy oxigenado por las olas.
  30. 30. 1. LOS BIOMAS MARINOS: NERÍTICO • Distinguimos tres tipos de organismos marinos: el plancton o conjunto de organismos que flotansobre las aguas, dejándose arrastrar por olas y corrientes (fitoplancton: fotosintéticos y zooplancton: heterótrofos), el necton o conjunto de organismos nadadores que se desplazan con libertad y el bentos que son el conjunto de organismos del fondo.
  31. 31. 1. LOS BIOMAS MARINOS: PELÁGICO • Pelágico o de alta mar incluye desde zonas donde llega la luz (hasta 200m de profundidad) donde abunda el plancton hasta zonas por debajo incluso de 2.000m con ausencia de luz y muy altas presiones, donde los organismos son escasos y adaptados a las altas presiones si viven en zonas profundas.
  32. 32. 1. LOS BIOMAS MARINOS
  33. 33. 1. CONCEPTO DE ECOSISTEMA • Es un sistema dinámico formado por el conjunto de factores bióticos (comunidad o biocenosis) y factores abióticos (biotopo) y las interrelaciones entre ellos (sobre todo intercambios de energía y materia).
  34. 34. Ecología y Ecosistemas Ecosistema: • Sistema abierto que intercambia materia y energía • Sistema natural integrado por los componentes vivos y no vivos que interactúan entre sí Ecología: ciencia que estudia los ecosistemas BIOTOPO BIOCENOSIS o COMUNIDAD Poblaciones de seres vivosMedio físico Agua AireLuz Temperatura Sustrato
  35. 35. CONCEPTOS BÁSICOS Ecosistema  Unidad delimitada espacial y temporalmente  Integrada por los organismos vivos y el medio en que éstos se desarrollan  Y por las interacciones de los organismos entre sí y con el medio. ECOSISTEMA BIOCENOSIS: Factores bióticos BIOTOPO: Factores abióticos
  36. 36. © McGraw-Hill Sistema biosferaIntroducción La biosfera es el conjunto de todos los seres vivos que habitan la Tierra. Un ecosistema es un sistema natural integrado por componentes vivos y no vivos que interactúan entre sí. La ecosfera es el conjunto formado por todos los ecosistemas que constituyen la Tierra ecosfera o, lo que es lo mismo, es el gran ecosistema planetario. Los biomas son los diferentes ecosistemas que hay en la Tierra.
  37. 37. 1. COMPONENTES DEL ECOSISTEMA: BIÓTICOS Y ABIÓTICOS
  38. 38. 1. Concepto de biotopo y biocenosis • Biocenosis o comunidad: es el conjunto de seres vivos que habitan en un determinado lugar (factores bióticos). • Biotopo: es el espacio físico, natural de un determinado lugar donde se desarrolla la biocenosis (parte viva del ecosistema). Este medio físico o territorio está formado por los factores físicoquímicos del medio (factores abióticos), por ejemplo temperatura, rocas y minerales, pH, salinidad, agua, gases del aire…
  39. 39. 1. Concepto de biotopo y biocenosis • Ecosfera = Geosfera + Atmósfera + Hidrosfera + Biosfera. • Ecosistema = Biotopo + Biocenosis
  40. 40. 1. Citar los factores físico-químicos de los biotopos. • Agua • Temperatura • Rocas • pH • Viento • Gases (O2, CO2…) • Contaminación, sonidos, radiaciones, etc • Cualquier cosa que no sea seres vivos
  41. 41. 1. Citar los factores físico-químicos de los biotopos. • Los seres vivos habitan en lugares en los que estos factores ABIÓTICOS son adecuados para su supervivencia, (ADAPTACIONES DE LOS SERES VIVOS) • LÍMITES DE TOLERANCIA, hay otros factores que también actúan y que pueden ser muy importantes en algunos ecosistemas específicos. (pH, salinidad de las aguas, composición química del terreno...), también cabe incluir aquí los cambios en el medio en forma de desastres naturales, ( riadas, inundaciones, derrumbes,...).
  42. 42. 1. Citarlos factores físico-químicos de los biotopos. • Hay especies que toleran muy bien los cambios de los factores ambientales. Se llaman en general EUROICAS,. • Otras especies sin embargo, son muy exigentes y no toleran los cambios, se denominan ESTENOICAS.
  43. 43. Curva teórica de tolerancia de una población, respecto a un gradiente de intensidad de un factor ecológico ( agua, luz,...). Esta curva también representa la actividad vital de un organismo respecto a un factor. A las zonas de vitalidad disminuída se las denomina también de estrés fisiológico. El punto óptimo se corresponde con la teórica expansión del factor y el máximo de individuos
  44. 44. 1. Componentes de la biocenosis (población y comunidad). • Población: es el conjunto de seres vivos de la misma especie que habita en un lugar y en un • momento determinado. Ejemplos: • Comunidad o biocenosis: es un conjunto de poblaciones que habitan en un lugar y momento determinado. Ejemplos:
  45. 45. Población: conjunto de organismos de la misma especie que habita un ecosistema en un tiempo Comunidad o biocenosis: Componente biótico del ecosistema Incluye poblaciones y factores bióticos: relaciones inter e intraespecíficas entre individuos 1. Citar los componentes de la biocenosis (población y comunidad).
  46. 46. 2. RELACIONES TRÓFICAS ENTRE LOS ORGANISMOS DE LOS ECOSISTEMAS
  47. 47. © McGraw-Hill 2. Relaciones tróficas La relaciones tróficas representan el mecanismo de transferencia energética de unos organismos a otros en forma de alimento. Se suelen representar mediante las cadenas tróficas, que unen por medio de flechas los diferentes eslabones o niveles tróficos (productores, consumidores y descomponedores) que las constituyen.
  48. 48. 2. NIVELES TRÓFICOS • Es una agrupación de seres vivos con similares requerimientos nutritivos. • Las relaciones tróficas (trofos = alimento en griego) entre los seres vivos sirven para obtener materia y energía, ya que cuando un ser vivo se alimenta de otro obtiene materia orgánica que posee energía almacenada en sus enlaces. • Un nivel trófico incluye a todos los organismos del ecosistema que tienen una fuente de alimento semejante y que, por tanto, comparten una misma forma de aprovechamiento de los recursos energéticos. • Las relaciones tróficas se pueden expresar o representar en cadenas tróficas, redes tróficas y pirámides tróficas, donde cada eslabón de la relación trófica es un nivel trófico.
  49. 49. © McGraw-Hill 2.1. Relaciones tróficas: Productores Los productores constituyen el primer nivel trófico, y son los organismos autótrofos (capaces de sintetizar materia orgánica), de entre los que destacamos los fotosintéticos, seres vivos capaces de captar y transformar la energía lumínica en energía química, mediante el proceso de fotosíntesis.
  50. 50. 2.1. Productores • Es el primer nivel trófico, está formado por los organismos autótrofos (ellos mismos fabrican su alimento), son principalmente los organismos fotosintéticos, que usando la energía de la luz, agua, CO2 y sales minerales (materia inorgánica) obtienen o forman alimento. Ejemplo: vegetales, algas y muchas bacterias. • Hay otros autótrofos llamados quimiosintéticos que oxidan materia inorgánica reducida como las bacterias del azufre, obteniendo la energía necesaria para fabricar su materia orgánica.
  51. 51. © McGraw-Hill 2.2.Relaciones tróficas: Consumidores 2.3. Descomponedores Los consumidores son los organismos heterótrofos que usan la materia orgánica, tomada directa o indirectamente de los autótrofos, para llevar a cabo sus funciones vitales mediante mecanismos respiratorios. Se clasifican en: • Carnívoros o consumidores secundarios, que se alimentan de los herbívoros y constituyen el tercer nivel. • Herbívoros o consumidores primarios, que se alimentan de los productores y constituyen el segundo nivel. • Carnívoros finales, que se alimentan de los carnívoros y constituyen el cuarto nivel. Los descomponedores son un tipo especial de organismos… … detritívoros que se encargan de transformar la materia orgánica en las sales minerales que la constituían, con lo que cierran el ciclo de la materia.
  52. 52. 2.2 Consumidores: primarios, secundarios… • Los consumidores son heterótrofos (obtienen la materia y energía de otros seres vivos o de sus restos). • Existen varios tipos o subniveles tróficos dentro de consumidores: • - Primarios o herbívoros: son los consumidores de primer orden, se alimentan del primer nivel trófico, es decir, obtienen de los productores la materia y energía que necesitan para vivir. • - Secundarios o carnívoros: constituyen los consumidores de segundo orden y se alimentan de herbívoros (obtienen la materia y energía de consumidores primarios). • - Terciarios o súper carnívoros: constituyen los consumidores de tercer orden y se alimentan de consumidores secundarios (obtienen la materia y energía de los carnívoros).
  53. 53. 2.2 Consumidores: primarios, secundarios… • Otros consumidores pueden ser: • - los omnívoros o diversívoros, se alimentan de varios niveles y subniveles tróficos. Ejemplo: humanos, osos, jabalí… • - Carroñeros o necrófagos, se alimentan de cadáveres recientes o poco modificados. Ejemplo: chacal, buitre… • - Detritívoros o saprófagos, se alimentan de restos de seres vivos y cadáveres claramente alterados. Ejemplo: lombriz de tierra, algunas larvas de escarabajos, ácaros y protozoos. • - Coprófagos: se nutren de los excrementos animales como el escarabajo estercolero.
  54. 54. 2.3. Descomponedores • Son aquellos seres vivos que se alimentan de restos de materia orgánica hayan sido o no parcialmente degradados por detritívoros, y la transforman en materia inorgánica (descomponen totalmente la materia orgánica) necesaria para los productores, cerrando así el ciclo de la materia que ya puede volver a ser usada por los productores. La materia orgánica la obtiene de todos los niveles tróficos ya que puede descomponer restos vegetales o animales. • Son los hongos y las bacterias. Sin los descomponedores no se reciclaría la materia necesaria para los vegetales y la materia orgánica muerta se acumularía (restos de hojas, pelos, excrementos…), por eso se dice que los descomponedores son los basureros del bosque.
  55. 55. 2 CADENAS Y REDES TRÓFICAS • Hierba Conejo Zorro • Esta relación nutritiva lineal se llama cadena trófica y es la forma más sencilla de representar las relaciones tróficas que permiten el paso de la materia y energía de los ecosistemas.
  56. 56. Materia orgánica procedente de restos de SV y sus excrementos Las cadenas tróficas establecen relaciones de dependencia entre seres de diferentes niveles tróficos Esas relaciones son  lineales,  unidireccionales  el sentido de la flecha indica: Dirección transferencia de materia y energía
  57. 57. 2 CADENAS Y REDES TRÓFICAS • La cadena trófica Hierba, conejo y zorro no se cumple como tal en la realidad, porque el conejo puede comer otras plantas y ser depredado por otros carnívoros, incluso la hierba puede ser comida por otros herbívoros. • La realidad es mucho más compleja, produciéndose una compleja red de relaciones tróficas que incluye varias cadenas tróficas, formándose la red trófica. • La red trófica es tan complicada que hace difícil su estudio e interpretación a pesar de ser más realista que la cadena trófica. Para simplificar se utiliza la pirámide trófica, formada por barras horizontales unas encima de otras en la que se representa cada nivel trófico.
  58. 58. 2 CADENAS Y REDES TRÓFICAS
  59. 59. 4.2 CADENAS Y REDES TRÓFICAS
  60. 60. REDES TRÓFICAS representan de forma más real las complejas relaciones alimenticias entre los seres vivos Las flechas se dirigen desde el alimento al consumidor
  61. 61. Red trófica en la taiga norteamericana Red trófica en un arroyo/río
  62. 62. Lepidópteros Ratones Arañas Robles Musarañas Lombrices Detritus Herrerillos Coleópteros carnívoros Ejemplo de red trófica sencilla en un bosque mediterráneo Lepidópteros Ratones Arañas Robles Musarañas Lombrices Detritus Herrerillos Coleópteros carnívoros Lepidópteros Ratones Arañas Robles Musarañas Lombrices Detritus Herrerillos Coleópteros carnívoros Lepidópteros Ratones Arañas Robles Musarañas Lombrices Detritus Herrerillos Coleópteros carnívoros
  63. 63. 3. Ciclo de materia y flujo de energía
  64. 64. 3. Ciclo de materia y flujo de energía • La materia y la energía circulan constantemente en los ecosistemas, la materia formando un ciclo cerrado mientras que el flujo de energía es abierto porque los ecosistemas pierden mucha energía en forma de calor, por ejemplo los seres vivos.
  65. 65. © McGraw-Hill 3.1. Ciclo de materia La materia orgánica es biodegradable. Gracias a los organismos descomponedores, esa materia orgánica que cae al suelo procedente de cada uno de los niveles tróficos se transforma en sales minerales, que suelen volver a ser usadas por los productores en la fotosíntesis. Así, la materia se recicla y no se pierde. Es un ciclo cerrado.
  66. 66. * Tiende a ser cerrado (puede haber pérdidas por gasificación o lixiviado) * Cíclico * Ocurre dentro del componente biótico y abiótico. La materia pasa de unos niveles a otros y la no utilizada o muerta es reciclada por los descomponedores que trasforman la materia orgánica en el suelo en sustancias inorgánicas utilizadas de nuevo por los productores Si referimos el ciclo de materia a un elemento concreto hablamos de Ciclo Biogeoquímico El ciclo de materia
  67. 67. © McGraw-Hill 3.2. Flujo de energía Al contrario de lo que ocurre con la materia, la energía que pasa de unos niveles a otros no constituye un ciclo cerrado, sino que se trata de un flujo abierto. Además, este flujo va disminuyendo desde los productores hasta los últimos niveles con arreglo a la regla del 10 %: «La energía que pasa de un eslabón a otro es aproximadamente el 10 % de la acumulada en él».
  68. 68. 3. 2. Flujo de energía: Regla del 10% • De un nivel trófico al siguiente dentro de un ecosistema sólo queda disponible para el siguiente nivel trófico aproximadamente un 10 % de la energía obtenida por el nivel trófico previo, esto es debido a que en cada nivel trófico hay una pérdida de energía en las heces, respiración y partes no ingeridas. Se conoce como regla del 10%.
  69. 69. Regla del 10 % La energía que pasa de un eslabón a otro es aproximadamente el 10 % de la acumulada en él Por esta razón, el número de eslabones es muy limitado Productores PPb Energía solar Calor Respiración PPn Pb de los herbívoros Respiración Energía no utilizada Energía no asimilada Pn Pb carnívoros Respiración E no utilizada E no asimiladaDescom- ponedores Pn
  70. 70. Regla del 10% • Por ejemplo un productor vegetal obtiene del sol 100 unidades de energía, las partes muertas que se desprenden del vegetal o simplemente no consumidas por los herbívoros es energía que no pasa al siguiente nivel trófico (pero si pasa a los descomponedores), además la energía usada en la respiración no pasarán al siguiente nivel trófico así como productos de excreción. • En conclusión el herbívoro solo tendrá disponible para consumir un 10 % de la energía del sol que captó la planta, y así sucesivamente enlos diferentes niveles tróficos solo quedarán un 10 % del nivel trófico anterior por las perdidas de energía no ingeridas, restos como heces y la gastada en la respiración. • Esto explica porqué en las pirámides de energía los sucesivos eslabones tienden a ser 10 veces más pequeños.
  71. 71. “Regla del 10%” “De la energía disponible en un determinado nivel, sólo el 10 % se utiliza en sintetizar materia orgánica útil para el nivel siguiente” ASI la energía que atraviesa el ecosistema se divide por 10 en cada paso A mayor número de niveles tróficos mayor es la pérdida de energía. Pirámides de energía en los ecosistemas el número de niveles tróficos máximo es de 5-6 Se representan con rectángulos que representan producción en Kcal o kJ /m2* año. Siempre se estrechan al subir los niveles tróficos
  72. 72. Regla del 10%
  73. 73. 3. 3. PARÁMETROS TRÓFICOS: BIOMASA Y PRODUCCIÓN BIOLOGICA Y PRODUCTIVIDAD Se denominan parámetros tróficos a las medidas para evaluar la rentabilidad de cada nivel trófico o el ecosistema completo.
  74. 74. 3. 3. PARÁMETROS TRÓFICOS: A. Biomasa (B) • Energía o materia orgánica (da igual el que usemos porque la energía almacenada en un ecosistema se refiere a la materia orgánica que es la que almacena la energía en sus enlaces químicos) presente en un ecosistema o nivel trófico. • Se mide en Kg, g, mg, … y a veces se puede expresar e unidades de energía (1g equivale a 4 o 5 Kcal) • Al calcularla solemos referirnos a la materia o energía por unidad de superficie (ecosistemas terrestres) o volumen (ecosistemas acuáticos). Se expresa como t/km2, kg/ha, g/m2, etc. • La biomasa primaria es la fabricada por los productores y la biomasa secundaria, la elaborada por los consumidores.
  75. 75. Los parámetros tróficos Nos miden la rentabilidad de cada nivel trófico o del ecosistema completo BIOMASA (B) Cantidad de materia orgánica de un nivel trófico o de un ecosistema Incluye: • M.O. viva • Fitomasa • Zoomasa • M.O. muerta o necromasa En la biosfera la cantidad de biomasa es insignificante respecto de la necromasa Se puede medir en: • Kg, g, mg,… • en unidades de energía: • 1 g M.O. 4 o 5 KC •Es lo más frecuente Se suele expresar en cantidad por unidad de área o de volumen: • gC/cm2 • kg C/m2 • tm C/ha
  76. 76. 3. 3. PARÁMETROS TRÓFICOS: B. Producción (P) • La energía obtenida por unidad de superficie o volumen por unidad de tiempo en un ecosistema o nivel trófico, en resumen, es la cantidad de biomasa fabricada por unidad de tiempo. • Se expresa como t/km2/año, kg/ha/año, g/m2/año, g C/m2, etc.
  77. 77. 3. 3. PARÁMETROS TRÓFICOS: B. Producción (P) • Distinguimos entre: • Producción Bruta (Pb). Cantidad de energía fijada en cada nivel por unidad de tiempo. • Producción Neta (Pn). Cantidad de energía almacenada en cada nivel por unidad de tiempo. Es decir el aumento de biomasa por unidad de tiempo. • Pn = Pb- R
  78. 78. 3. 3. PARÁMETROS TRÓFICOS: B. Producción (P)
  79. 79. 3.3.B.Producción (P) • Producción primaria: es la cantidad de biomasa fabricada por los productores por unidad de tiempo (es la energía (materia orgánica) obtenida por unidad de superficie o volumen por unidad de tiempo en los productores). • Se habla de producción primaria bruta (PPb) y neta (PPn). • La PPb es la cantidad total de biomasa fabricada por los productores, mientras que la PPn es la cantidad de biomasa que queda disponible para el siguiente nivel trófico. • La PPn= PPb – Respiración • ya que la energía gastada en la respiración celular no pasa al siguiente nivel trófico.
  80. 80. 3.3.B.Producción (P) • Producción secundaria: es la cantidad de biomasa fijada por el resto de niveles tróficos (consumidores y descomponedores) por unidad de tiempo (es la energía (materia orgánica) obtenida por unidad de superficie o volumen por unidad de tiempo en los heterótrofos). • Se habla de producción secundaria bruta (PSb) y neta (PSn) • La PSb es la cantidad total de biomasa fijada por los heterótrofos, mientras que la PSn es la cantidad de biomasa que queda disponible para el siguiente nivel trófico. • La PSn= PSb – Respiración • , ya que la respiración produce pérdida de energía.
  81. 81. 3.3.B.LA PRODUCCIÓN (P) P = representa la cantidad de energía que fluye por cada nivel trófico Suele expresarse en g C/m2 . día; o Kcall/ha . año PRODUCCIÓN PRIMARIA Energía fijada por los autótrofos PRODUCCIÓN SECUNDARIA Energía fijada por los demás niveles tróficos Pb PRODUCCIÓN BRUTA Energía fijada por unidad de tiempo Pn PRODUCCIÓN NETA Energía almacenada por unidad de tiempo Productores  total fotosintetizado/ día o a Consumidores  alimento asimilado/alimento ingerido Representa el aumento de biomasa por unidad de tiempo Se obtiene restando a la Pb la energía consumida en el proceso respiratorio de automantenimiento Pn = Pb - R
  82. 82. 3. 3. PARÁMETROS TRÓFICOS: C. Productividad (p) • Para comparar la producción en dos ecosistemas distintos se utiliza un parámetro denominado productividad (p) que es la relación entre la producción neta y la biomasa. (p = Pn/B) • Valora la riqueza de un ecosistema o nivel trófico. • Suele expresarse en tanto por ciento. • p = Pn/B x 100 • Nos da idea de la velocidad de renovación de la biomasa, por lo que se llama tasa de renovación
  83. 83. 3. 3. PARÁMETROS TRÓFICOS: D. Tiempo de renovación • Es el periodo de tiempo que tarda en renovarse un nivel trófico o un sistema. • Se calcula con la inversa de la productividad • T = B/Pn • Se mide en años, días, etc.
  84. 84. 3.3.C y D. Productividad y tiempo de renovación Pn/B PRODUCTIVIDAD B/Pn TIEMPO DE RENOVACIÓN La cantidad de energía almacenada por unidad de tiempo en un eslabón o ecosistema en relación con la materia orgánica total Es el tiempo que tarda en renovarse un nivel trófico o un ecosistema Se puede medir en días, años, ... Conocida como tasa de renovación Mide la velocidad con que se renueva la biomasa Alta productividad Tiempo de renovación corto
  85. 85. 3. 3. PARÁMETROS TRÓFICOS: E. Eficiencia EFICIENCIA ECOLÓGICA: Rendimiento de un nivel o sistema El porcentaje de energía que es transferida desde un nivel trófico al siguiente El nº de eslabones de una cadena depende de la Producción Primaria (PP) y de la eficiencia Pn/Pn del nivel anterior . 100 La eficiencia ecológica es la parte de la producción neta de un determinado nivel trófico que se convierte en Pn del nivel siguiente Eficiencia de los productores: Energía asimilada/energía incidente Valores < 2 % Rentabilidad de los consumidores: Pn/alimento total ingerido Engorde/alimento ingerido
  86. 86. 3.3. E. Eficiencia Pn/Pb Mide la cantidad de energía incorporada a un nivel trófico respecto del total asimilado Así constatamos las pérdidas respiratorias (del 10 al 40 % fitoplancton) (más del 50 % en la vegetación terrestre) Es más eficiente una alimentación a partir del primer nivel trófico. Se aprovecha mejor la energía y se alimenta a más gente
  87. 87. RESUMEN PARÁMETROS TRÓFICOS BIOMASA Cantidad de Materia Orgánica Por nivel trófico o en todo el ecosistema g C / c m 2 k g C / m 2 t m C / h a PRODUCCIÓN Energía por cada nivel trófico PRIMARIA Nivel de productores SECUNDARIA Niveles consumidores g C/m2 . día Kcal/ha . año P. BRUTA Energía fijada por unidad de tiempo P. NETA Energía almacenada por unidad de tiempo Pn = Pb - R PRODUCTIVIDAD Tasa de renovación La cantidad de energía almacenada por unidad de tiempo en un eslabón o ecosistema en relación con la materia orgánica total Pn / B TIEMPO DE RENOVACIÓN Es el tiempo que tarda en renovarse un nivel trófico o un ecosistema Se puede medir en días, años, ... B / Pn EFICIENCIA El porcentaje de energía que es transferida desde un nivel trófico al siguiente Es la parte de la producción neta de un determinado nivel trófico que se convierte en Pn del nivel siguiente Mide la cantidad de energía incorporada a un nivel trófico respecto del total asimilado Pn/Pn del nivel anterior . 100 Pn/Pb . 100
  88. 88. 3.4. BIOACUMULACIÓN • Bioconcentración o bioacumulación es el proceso de acumulación de sustancias químicas en organismos vivos de forma que estos alcanzan concentraciones más elevadas que las concentraciones en el medio ambiente o en los alimentos. Las sustancias propensas a la bioacumulación alcanzan concentraciones crecientes a medida que se avanza en el nivel trófico en la cadena alimenticia. • En función de cada sustancia, esta acumulación puede producirse a partir de fuentes abióticas (suelo, aire, agua), o bióticas (otros organismos vivos). Las principales vías de introducción de una sustancia química en un organismo vivo son larespiratoria, la digestiva y la integumentaria.
  89. 89. 3.4. BIOACUMULACIÓN • El término bioacumulación se acuñó entre las décadas de 1950 y 1960 por un grupo de naturalistas estadounidenses que encontraron altas concentraciones de DDT en el organismo de algunas especies de aves. Como consecuencia de este descubrimiento, el DDT fue prohibido para uso indiscriminado en muchos países. • Además, en los años 1950 se descubrieron varios casos de intoxicación masiva por compuestos orgánicos de mercurio, como el desastre ecológico de la bahía de Minamata, en Japón, donde se dio a conocer la enfermedad de Minamata.
  90. 90. 3.4. BIOACUMULACIÓN
  91. 91. 4. Pirámides tróficas o ecológicas: pirámides de número, biomasa y energía (producción). • La pirámide trófica es un tipo de relación trófica representada de forma escalonada en el que cada eslabón de la pirámide corresponde a un nivel trófico y el área de cada nivel trófico representa la magnitud (dimensión) del fenómeno que se quiere estudiar. • Los descomponedores no aparecen en las pirámides.
  92. 92. 4. Pirámides tróficas o ecológicas: pirámides de número, biomasa y energía (producción).
  93. 93. 4. Pirámides tróficas o ecológicas • Como de un nivel trófico al siguiente sólo pasa un 10% de la energía o biomasa, los escalones de las pirámides se van estrechando en los sucesivos niveles tróficos. • Hay tres tipos: de números, de biomasa y de energía
  94. 94. 4. Las pirámides ecológicas CONSUMIDORES PRIMARIOS PRODUCTORES Cada superficie es proporcional al parámetro que esté representado: Energía acumulada Biomasa Nº de individuos Pirámides de energía: Siguen la regla del 10 % Pirámides de biomasa En ecosistemas terrestres grandes diferencias entre sus niveles Pueden ser invertidas Pirámides de números Pueden resultar invertidas
  95. 95. © McGraw-Hill 4. Las pirámides ecológicas Existen tres tipos de pirámides tróficas: Pirámides de energía Representan el contenido energético de cada nivel. Tienen forma de verdaderas pirámides, ya que siguen la regla del 10 %, y se suelen expresar en kilojulios/m2 · año o kcal/m2 · año. Pirámides de biomasa Están elaboradas en función de la biomasa acumulada en cada nivel. Pueden representar la forma de una pirámide real o la de una invertida, e incluso pirámides con grandes diferencias entre sus niveles. Pirámides de números Se realizan mediante el recuento del total de individuos que constituyen cada nivel. Como las anteriores, pueden resultar engañosas al presentarse en algunos casos de forma invertida.
  96. 96. 4.Pirámides tróficas o ecológicas: NÚMEROS • Cada escalón representa el nº de individuos de ese nivel trófico. La dimensión de cada uno de los escalones es proporcional al número total de individuos que constituyen cada nivel trófico. No son útiles para comparar ecosistemas, no cumplen la ley del 10% y frecuentemente presentan formas de pirámides irregulares o invertidas, pues, por ejemplo no es lo mismo que los productores sean de muy pequeño tamaño como el fitoplancton que grandes como los árboles y sin embargo la pirámide de números le da la misma importancia a cada productor.
  97. 97. 1. DE NÚMERO Cada escalón posee menos individuos que el nivel inmediatamente anterior  A veces NO  un árbol y sus pobladores  un animal y sus parásitos
  98. 98. 4. Pirámides tróficas o ecológicas: BIOMASA • Representa la cantidad de materia orgánica presente en cada nivel trófico, son más representativas que las pirámides de números, aunque en algunos casos pueden aparecer invertidas si la biomasa de los consumidores primarios es superior a la de los productores como puede suceder en ecosistemas marinos donde hay más biomasa de zooplancton que de fitoplancton, pero el rápido crecimiento del fitoplancton (alta tasa reproductiva) permite mantener una mayor biomasa de zooplancton.
  99. 99. DE BIOMASA: se mide en Kg o Kcal/ unidad superficie o volumen Pueden aparecer escalones mayores que otros más bajos, o estar invertidas
  100. 100. 4.Pirámides ecológicas: DE ENERGÍA O PRODUCCIÓN • Pirámides de producción o energía: si estudiamos a lo largo de un año la cantidad de energía que es acumulada en cada nivel trófico obtenemos una pirámide de energía, se expresa en kcal/m2 año. Estas pirámides en ningún caso pueden estar invertidas ya que lo que se representa es la producción en cada nivel trófico.
  101. 101. Las pirámides ecológicas
  102. 102. Las pirámides ecológicas
  103. 103. Las pirámides ecológicas
  104. 104. 5. Factores limitantes de la PP • Un factor limitante es aquel factor físico- químico o elemento químico que no está en la cantidad necesaria para permitir el crecimiento de un vegetal. • «Ley del mínimo» (Liebig). El crecimiento de un vegetal se ve limitado por un único elemento que se encuentra en cantidad inferior a la mínima necesaria.
  105. 105. 5. Factores limitantes de la PP • La energía utilizada para la fotosíntesis es muy pequeña (energía interna), pero para que la producción primaria sea posible, se necesita el aporte de energías externas: trabajo humano, viento, lluvia, etcétera.
  106. 106. © McGraw-Hill 5. Factores limitantes de la producción primaria • Humedad y temperatura Estos dos factores limitan la producción primaria en las áreas continentales, y la eficiencia fotosintética aumenta al hacerlo ambos parámetros. • La falta de nutrientes La presencia de los nutrientes necesarios para la biosíntesis de ciertas moléculas orgánicas es un condicionante importantísimo para la eficiencia fotosintética. • La luz y la disposición de las unidades fotosintéticas Salvo en las profundidades oceánicas, no es muy común en los continentes que la falta de luz limite la producción primaria. Sin embargo, la propia estructura y el aparato fotosintético de los cloroplastos constituye por sí mismo un factor limitante. Los principales factores limitantes de la producción primaria son los siguientes:
  107. 107. 5. Factores limitantes de la PP • 5.1. Temperatura y humedad. • En general, la eficiencia fotosintética aumenta cuando aumentan ambos parámetros. Pero si la temperatura aumenta mucho, la producción primaria decrecerá bruscamente debido a la desnaturalización de las enzimas fotosintéticas (la más abundante es la RuBisCO).
  108. 108. 5. Factores limitantes de la PP • 5.1. Temperatura y humedad. • La doble actuación de rubisco, hace que puedan seguirse dos rutas metabólicas, dependiendo de la concentración de los gases CO2 y O2. • Si la concentración de ambos gases es la normal en la atmósfera (aproximadamente 21% de O2 y 0,003% de CO2), el proceso que ocurre es el de fotosíntesis, produciéndose materia orgánica y desprendiéndose oxígeno.
  109. 109. 5. Factores limitantes de la PP • 5.1. Temperatura y humedad. • Si la concentración de oxígeno es superior al 21% y la de CO2 desciende por debajo de 0,003%, la enzima actúa ralentizando la fotosíntesis, produciéndose el proceso denominado de fotorrespiración.
  110. 110. 5. Factores limitantes de la PP • Plantas C3. (trigo, patatas, cebada, arroz, tomate, ..) En sequía cierran los estomas, por lo que desciende el CO2 en su interior, aumenta el O2 y se favorece la fotorrespiración. • Plantas C4. (maiz, caña de azúcar, sorgo, mijo, ..) Tienen un sistema de bombeo del CO2, por lo que aunque éste escasee, lo acumulan en las hojas, evitando la fotorrespiración.
  111. 111. 5. Factores limitantes de la PP • 5.2. Falta de nutrientes • La presencia de los nutrientes necesarios para la biosíntesis de ciertas moléculas es un condicionante importantísimo para la eficiencia fotosintética. El fósforo es el principal factor limitante de la producción primaria, ocupando el segundo lugar el nitrógeno.
  112. 112. 5. Factores limitantes de la PP • 5.2. Falta de nutrientes • El reciclaje de nutrientes es escaso en los océanos, salvo en zonas de afloramiento (energías exernas). • Las zonas de plataforma tienen productividad elevada (energías externas).
  113. 113. 5. Factores limitantes de la PP • 5.3. La luz y la disposición de unidades fotosintéticas • Salvo en las profundidades oceánicas, no es muy común en los continentes que la falta de luz limite la producción primaria. Sin embargo, la propia estructura y el aparato fotosintético de los cloroplastos constituye por sí mismo un factor limitante.
  114. 114. 6. Los ciclos biogeoquímicos: O, C, N, P y S • Ciclo biogeoquímico es la circulación de los elementos químicos (materia) como C, N y P entre los distintos compartimentos del ecosistema (seres vivos, atmósfera, hidrosfera, geosfera) realizando un ciclo cerrado
  115. 115. 6. Los ciclos biogeoquímicos: O, C, N, P y S • Los elementos químicos pueden permanecer en cantidades muy importantes y durante largos períodos de tiempo en un determinado lugar del ecosistema (atmósfera, geosfera, hidrosfera) llamándose a este lugar “Almacén o reserva o reservorio” (también podéis encontrarlo como pool que es la palabra inglesa), por ejemplo la atmósfera constituye un almacén de carbono (en forma de CO2), en la geosfera están las rocas fosfatadas que son el almacén principal de fósforo. Cuando el principal almacén es la atmósfera o la hidrosfera se llaman ciclos gaseosos (como el ciclo del C, N, H y O) y cuando la reserva más importante está en forma mineral (en la geosfera) se llaman ciclos sedimentarios (como el ciclo del P y del S).
  116. 116. 6. Los ciclos biogeoquímicos: O, C, N, P y S • Muchos ciclos biogeoquímicos están modificados por el hombre produciendo alteraciones en los ecosistemas, por ejemplo las actividades humanas aumentan la concentración de CO2 en la atmósfera, los fertilizantes aumentan el fósforo y el nitrógeno en el suelo y en el agua…
  117. 117. 6. Ciclos biogeoquímicos (resumen) Camino que sigue la materia que escapa de la biosfera hacia otros subsistemas terrestres (A, H, L) antes de retornar a la B. El tiempo de permanencia de los elementos en los distintos subsistemas es muy variable Se llama reserva o almacén al lugar donde la permanencia es máxima. Los ciclos tienden a ser cerrados. Las actividades humanas ocasionan apertura y aceleración de los ciclos contraviniendo el principio de sostenibilidad de reciclar al máximo la materia. Esto origina que se escapen nutrientes y se produzcan desechos
  118. 118. 6.1 Los ciclos biogeoquímicos: CARBONO • La atmósfera es el almacén más importante de carbono en forma de CO2 que es asimilado por los productores principalmente mediante fotosíntesis, formando materia orgánica que pasará al resto de niveles tróficos mediante las cadenas tróficas. • En todos los niveles tróficos se libera CO2 a la atmósfera (o hidrosfera) mediante respiración y todos los niveles tróficos aportan C también a los descomponedores con sus restos, algunos seres vivos anaerobios liberan carbono en forma de CH4 (metano) a la atmósfera.
  119. 119. 6.1 Los ciclos biogeoquímicos: CARBONO • Otros almacenes de carbono importantes son el carbono disuelto en el agua (en forma de carbonatos y bicarbonatos) y las rocas carbonatadas. • Muchos seres vivos incorporan carbono para construir caparazones (almejas, caracolas…) o esqueletos (arrecifes de coral…) de carbonato cálcico que al morir formarán más rocas carbonatadas.
  120. 120. 6.1 Los ciclos biogeoquímicos: CARBONO • El ser humano aumenta la liberación de carbono (en forma de CO2) a la atmósfera mediante el uso de combustibles fósiles, alterando con ello el ciclo del carbono. • El lento proceso de formación de las rocas carbonatadas retira de la vía principal parte del carbono, este carbono vuelve a la vía principal (atmósfera, hidrosfera, biosfera) mediante la disolución de las rocas carbonatadas y la quema de combustibles fósiles (el carbón, petróleo… son rocas sedimentarias).
  121. 121. 7.1 Ciclo de la materia. Los ciclos biogeoquímicos: CARBONO
  122. 122. © McGraw-Hill 6.1. Los ciclos bioquímicos: el ciclo del carbono El ciclo del carbono es de suma importancia para la regulación del clima de la Tierra. El carbono está presente en todos los sistemas terrestres.
  123. 123. © McGraw-Hill 6.2. Los ciclos bioquímicos: el ciclo del nitrógeno El nitrógeno es necesario para los seres vivos, ya que es un elemento constituyente de los aminoácidos que forman las proteínas.
  124. 124. 6.2. Los ciclos biogeoquímicos: NITRÓGENO • El principal almacén de nitrógeno es la atmósfera en la que se encuentra el nitrógeno en forma de N2 (el N2 constituye el 78% en volumen de la atmósfera), pero los vegetales no pueden incorporar el N2 directamente y utilizan los nitratos del suelo o del agua. • El N2 del aire debe ser fijado en forma inorgánica asimilable como anión nitrato (NO3 -), la fijación del N2 la realizan principalmente las bacterias fijadoras del N2: Azotobacter (vive libre en el suelo) y Rhizobium (también pueden fijar nitrógeno atmosférico algunos hongos, cianobacterias y la bacteria Clostridium, pero los más importantes son Azotobacter y Rhizobium).
  125. 125. 6.2. Los ciclos biogeoquímicos: NITRÓGENO • La bacteria Rhizobium realiza simbiosis con las raíces de leguminosas (en la simbiosis la bacteria recibe materia orgánica obtenida de la fotosíntesis del vegetal y la planta recibe nitrógeno asimilable). • Los productores transforman los nitratos en materia orgánica que pasará a los consumidores y los restos de productores y consumidores serán materia orgánica para los descomponedores, que transformarán la materia orgánica con nitrógeno (aminoácidos y ácidos nucleicos principalmente) incluidos los desechos del metabolismo (urea y ácido úrico) a forma inorgánica, como amoníaco NH3.
  126. 126. 6.2. Los ciclos biogeoquímicos: NITRÓGENO • El NH3 no es accesible para la mayoría de los organismos debido a su toxicidad. • Se produce el paso de NH3 a nitratos mediante el proceso llamado nitrificación, que se lleva a cabo en 2 pasos por bacterias quimiosintéticas del suelo, primero pasan amoníaco a nitrito (NO2 -) las bacterias del género Nitrosomonas y segundo, pasan nitritos a nitratos (NO3 -) las bacterias del género Nitrobacter. • Los nitratos en el suelo y el agua pueden volver a ser usados por los productores, cerrando así el ciclo principal.
  127. 127. PROCESOS DE NITRIFICACIÓN • NITRIFICACIÓN: reacciones químicas de formación de nitratos • Una de ellas es la fijación biológica • Otra, a partir del amoníaco con intervención de las bacterias nitrificantes: NH3 NO2 - NO3 - Nitrosomonas Nitrobacter  Las bacterias desnitrificantes empobrecen el suelo en nitrógeno  Actúan cuando el suelo se encharca  condiciones anaeróbicas  También actúan cuando el suelo sufre un pisoteo excesivo. (sobrepastoreo) Las erupciones volcánicas emiten a la atmósfera Nitrógeno gaseoso, amoniaco y óxidos de nitrógeno (especialmente NO)
  128. 128. 6.2. Los ciclos biogeoquímicos: NITRÓGENO • En ambientes sin oxígeno la descomposición de materia orgánica dará N2 en un proceso llamado desnitrificación realizado por algunos hongos y bacterias del género Pseudomonas principalmente, este N2 gaseoso irá a la atmósfera y no podrá ser usado por las plantas.
  129. 129. 6.2. Los ciclos biogeoquímicos: NITRÓGENO • El ser humano altera el ciclo del N por las industrias de fertilizantes que producen muchos nitratos que pasan al suelo y cultivos, también se producen en combustiones contaminantes formados por óxidos de nitrógeno y, por último, las tormentas eléctricas pueden producir también óxidos de nitrógeno que acabarán llegando al suelo y al agua.
  130. 130. La intervención humana en el ciclo del nitrógeno Procesos de combustión a altas temperaturas motores Reacción de N2 y O2 NO2 + vapor de agua Ácido nítricoLluvia ácidaNitratosSuelo Fijación industrial y abonado excesivo Liberación de N2O a la atmósfera Potente gas de efecto invernadero Fertilización excesiva Aumenta el crecimiento vegetal Escasez de otros nutrientes: calcio, magnesio, etc Eutrofización del medio acuático
  131. 131. 6.2. Los ciclos biogeoquímicos: NITRÓGENO
  132. 132. © McGraw-Hill 6.3. Los ciclos bioquímicos: el ciclo del fósforo El fósforo se encuentra mayoritariamente inmovilizado en los sedimentos oceánicos, formando parte de la litosfera. Su proceso de liberación es muy lento, razón por la que constituye el principal factor limitante, considerándose por ello un recurso no renovable.
  133. 133. 6.3. Los ciclos biogeoquímicos: FOSFORO • El fósforo tiene una gran importancia ecológica como nutriente limitante, debido a que la proporción de fósforo presente en los tejidos de los organismos en relación con la de otros elementos químicos suele ser mucho mayor que la que existe en el medio (por eso un aumento de P en medios acuáticos debido a las actividades humanas causa eutrofización).
  134. 134. 6.3. Los ciclos biogeoquímicos: FOSFORO • El principal almacén de fósforo son los sedimentos y las rocas fosfatadas (el ciclo del P es un ciclo sedimentario), junto con el depósito de fosfato en esqueletos y caparazones resistentes a la meteorización y los excrementos como el guano producido por la acumulación de heces de aves marinas en los acantilados; estos almacenes producen pérdidas considerables de fósforo para los ecosistemas durante largos períodos de tiempo (todas estas acumulaciones de P hacen escaso el P por la inaccesibilidad del P hasta que la meteorización y otros procesos faciliten la incorporación del P al suelo o agua donde los productores pueden incorporarlo).
  135. 135. 6.3. Los ciclos biogeoquímicos: FOSFORO • Los productores requieren para su nutrición fósforo en forma de fosfato inorgánico (PO4 3-) para formar moléculas con P como ATP, ácidos nucleicos y fosfolípidos, las cuales serán transferidas a lo largo de la red trófica de los ecosistemas, hasta llegar a los descomponedores que lo mineralizan a PO4 3- haciéndolo de nuevo accesible para los productores, completando así el ciclo principal, aunque una parte de este P puede perderse durante largos períodos de tiempo en los almacenes. • Los seres humanos mediante la formación y uso de fertilizantes químicos, y el estiércol de la ganadería empleados en la agricultura, incorporan grandes cantidades de este nutriente en los ecosistemas, pudiendo provocar eutrofización en los ecosistemas acuáticos.
  136. 136. 6.3. Los ciclos biogeoquímicos: FOSFORO
  137. 137. © McGraw-Hill 6.4. Los ciclos bioquímicos: el ciclo del azufre El azufre se encuentra mayoritariamente almacenado en la hidrosfera, en forma de sulfatos. Durante la evaporación de lagos y mares poco profundos, se deposita formando los yesos. Los sulfatos, en general, son abundantes en los suelos, pues, aunque se pierdan por el lixiviado de las tierras, son repuestos por las lluvias de forma natural.
  138. 138. 6.4. Los ciclos biogeoquímicos: AZUFRE • El principal almacén es la hidrosfera (incluye agua que toman los vegetales del suelo) en forma de anión sulfato (SO4 2-) que es absorbido por los productores (del suelo o mares o ríos…) que lo incorporan en la materia orgánica formando parte de proteínas que pasaran al resto de niveles tróficos hasta llegar a los descomponedores que lo transformarán nuevamente en sulfatos o bien en H2S (ácido sulfhídrico o sulfuro de hidrógeno) en caso de ser en medio anaerobio (sin oxígeno) como en pantanos. • Hay bacterias que transforman el H2S en S y otras oxidan el H2S en SO4 2- cerrando el ciclo.
  139. 139. 6.4. Los ciclos biogeoquímicos: AZUFRE • El azufre se puede inmovilizar temporalmente en rocas sedimentarias bien como SFe, S3Fe2 , o bien, los sulfatos se transforman en yeso (sulfato calcico hidratado) al evaporarse lagos y mares pocos profundos o bien están inmovilizados en combustibles fósiles como carbón y petróleo que llevan mucho azufre. Por otro lado, los volcanes y las actividades humanas (la quema de combustibles fósiles sobre todo que aporta mucho SO2) liberan a la atmósfera H2S y SOx (óxidos de azufre en general, aunque principalmente SO2) que se oxidan dando SO4 2- e incluso H2SO4 (lluvia ácida) que aporta sulfatos de nuevo a la hidrosfera con las precipitaciones.
  140. 140. CICLO DEL S: principal almacén en hidrosfera anaerobiosis bacterias
  141. 141. 7. AUTORREGULACION DE LOS ECOSISTEMAS
  142. 142. 7. Autorregulación de los ecosistemas Un ecosistema es un sistema formado por la interacción entre una biocenosis o comunidad y unos factores físicos del medio. La biocenosis o comunidad de un ecosistema está constituida por todas las poblaciones de animales, plantas y microorganismos existentes en el mismo. Y una población está constituida por un conjunto de individuos de la misma especie que viven en un lugar determinado.
  143. 143. 7. AUTORREGULACIÓN DEL ECOSISTEMA • Los ecosistemas mantienen su estructura y su composición. • La autorregulación es consecuencia de las interacciones que se producen en el ecosistema – Relaciones con el medio físico – Relaciones intraespecíficas – Relaciones interespecíficas
  144. 144. 7. AUTORREGULACIÓN DEL ECOSISTEMA • Cuanto más complejo es un ecosistema y más interacciones se producen en el tanto más estable es. • La intervención humana generalmente reduce la complejidad de los ecosistemas haciéndolos menos estables • Si las modificaciones son importantes los cambios en el ecosistema pueden llegar a ser irreversibles
  145. 145. 7. AUTORREGULACIÓN DEL ECOSISTEMA
  146. 146. 7.1. AUTORREGULACION DE POBLACIONES
  147. 147. 7.1. Autorregulación de los ecosistemas • Autorregulación de la población El número de individuos de una población suele crecer hasta unos límites, para mantenerse posteriormente en estado estacionario, es decir, en un número de individuos que se mantiene más o menos constante en torno a un límite de carga.
  148. 148. 7.1. Autorregulación de la población Población es el conjunto de individuos de la misma especie de un ecosistema El estado estacionario es un equilibrio dinámico que se manifiesta por fluctuaciones en el nº de individuos en torno al límite de carga Cuando el potencial biótico ( r= TN – TM) es máximo, el crecimiento es exponencial Con el tiempo el crecimiento se ve limitado por la resistencia ambiental que refuerza el bucle de realimentación negativa de las defunciones, dando lugar a curvas logísticas La RESISTENCIA AMBIENTAL viene marcada por un conjunto de factores que impiden que una población alcance su máximo potencial biótico Factores externos: Bióticos: depredadores, parásitos, enfermedades, competidores Abióticos: escasez, clima, catástrofes, hábitats, … Factores internos: El aumento de la densidad de población afecta negativamente a los hábitos de reproducción
  149. 149. 7.1. Crecimiento exponencial • Recursos ilimitados y espacio suficiente • Explosión poblacional. • Curva de crecimiento en forma de J. Es un crecimiento propio de especies que colonizan por vez primera un ecosistema o bien de aquellas que se mantienen en un laboratorio con recursos alimenticios ilimitados.
  150. 150. 7.1. Crecimiento logístico • En la naturaleza existen limitaciones al crecimiento de una población • Conforme crece, se establece una competencia intraespecífica por los recursos disponibles, que irán disminuyendo • El crecimiento de la población se estabiliza - capacidad de carga (k) • Curva en forma de S
  151. 151. 7.1. Crecimiento logístico
  152. 152. 7.1. Autorregulación de la población
  153. 153. 7.1. Características de las poblaciones • Área de distribución • Abundancia • Densidad • Patrón de distribución espacial: – Uniforme – Agregada – Aleatoria • Estructura de edad y sexo: pirámides de población • Patrones de supervivencia
  154. 154. 7.1. Patrones de supervivencia 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
  155. 155. ESTRATEGIAS REPRODUCTIVAS • Según el patrón de crecimiento de las poblaciones podemos clasificar las especies según sus estrategias reproductivas: – Estrategias de la r – Estrategias de la k
  156. 156. Curva de crecimiento de la población de una especie en equilibrio frente a la de una especie oportunista, sujeta a una mortalidad catastrófica irregular.
  157. 157. Estrategas de la r • La denominación hace referencia al potencial biótico r • Elevada tasa de natalidad • Probabilidad de supervivencia baja • Desarrollo rápido • Organismos propios de ambientes inestables • Especies oportunistas que intervienen como pioneras en la colonización de nuevos territorios
  158. 158. Organismos r estrategas
  159. 159. Estrategas de la k • La denominación hace referencia a la capacidad de carga k • Baja tasa de natalidad • Probabilidad de supervivencia alta • Desarrollo lento • Organismos propios de ambientes estables • Especies especialistas. La abundancia de recursos influye en la capacidad de carga
  160. 160. Organismos k estrategas
  161. 161. 7.1. REGULACIÓN DE POBLACIONES • El tamaño de las poblaciones vienen influido por tres tipos de factores: – A. Factores abióticos – B. Relaciones intraespecíficas – C. Relaciones interespecíficas
  162. 162. 7.1.A. Factores abióticos y crecimiento de poblaciones • Los principales son: – Composición química. Nutrientes – Temperatura – Agua • La tolerancia a estos factores es característico de cada especie. • Al intervalo de tolerancia respecto a un factor se le denomina valencia ecológica.
  163. 163. Factores abióticos y crecimiento de poblaciones • Las amplitud de la valencia ecológica es distinta entre diferentes especies. • Hay especies que toleran muy bien los cambios de los factores ambientales. Se llaman en general EUROICAS, y según el factor que se estudie serán: EURITERMAS, EURIHIGRAS, EURIHALINAS, etc. • Otras especies sin embargo, son muy exigentes y no toleran los cambios, se denominan ESTENOICAS, ESTENOHIGRAS, ESTENOTERMAS, ESTENOHALINAS..).
  164. 164. 7.1.B. Relaciones intraespecíficas. Concepto y ejemplos • Las relaciones intraespecificas son las interacciones que suceden entre organismos de la misma especie (población). • La más común es la competencia intraespecífica en la que los organismos de la misma especie compiten por un mismo recurso que es escaso, entendiendo por recurso no sólo alimentos sino también lugares de nidificación, hembras en celo disponibles… En algunas especies la competencia se manifiesta por medio de la territorialidad, defendiendo su territorio de la presencia de otros organismos de su especie, ya que con el territorio se asegura tener los recursos suficientes que necesita como la comida.
  165. 165. COMPETENCIA INTRAESPECÍFICA Esta competencia tiene efectos negativos para algunos de los individuos, ya que al ser de la misma especie tienen las mismas necesidades y por tanto solo algunos se verán satisfechos, el resto se verá obligado a emigrar, o disminuirá su capacidad reproductora e incluso morirá.
  166. 166. 7.1.B. Relaciones intraespecíficas. Concepto y ejemplos • Otro tipo de relación intraespecífica sería el agrupamiento de individuos de una misma especie con una finalidad común, entre las finalidades más comunes están ayudarse en la caza, procurar alimento, defenderse, reproducirse... • Las agrupaciones pueden ser permanentes o temporales. • Los agrupamientos pueden ser colonias, familias, gregarismos y sociedades.
  167. 167. 7.1.B. Relaciones intraespecíficas. Colonias • Las colonias son agrupaciones permanentes de individuos que se originan al quedar unidos los descendientes de un mismo progenitor, como por ejemplo la mayoría de los corales.
  168. 168. 7.1.B. Relaciones intraespecíficas. Familias • Las familias son agrupaciones no muy numerosas cuya finalidad principal es la reproducción, aunque es muy común que además cooperen para conseguir otras finalidades como la caza, el cuidado de las crías (ejemplo las leonas niñeras que se quedan con las crías mientras el resto caza)…
  169. 169. 7.1.B. Relaciones intraespecíficas. familias Existen varios tipos de familias: PARENTALES MONÓGAMAS: Macho y hembra con sus crías. PARENTALES POLÍGAMAS: Macho con varias hembras y sus crías. MATRIARCALES: Hembra con sus crías
  170. 170. 7.1.B. Relaciones intraespecíficas. Gregarismo • El gregarismo consiste en agrupaciones muy numerosas, por ejemplo las migraciones y los bancos de peces (se unen en determinados momentos de su vida).
  171. 171. 7.1.B. Relaciones intraespecíficas. Gregarismo • Los individuos no tienen necesariamente relaciones de parentesco. • Sus objetivos son: PROTECCIÓN MUTUA: Frente a los depredadores o los factores ambientales adversos. ( campo de amapolas), ORIENTACIÓN: En el caso de las migraciones, BÚSQUEDA DEL ALIMENTO: Manadas de lobos
  172. 172. 7.1.B. Relaciones intraespecíficas. Gregarismo
  173. 173. 7.1.B. Relaciones intraespecíficas. Sociedades • Las sociedades son unas organizaciones de individuos de la misma especie que viven juntos y dependen unos de otros para su supervivencia, por ejemplo las hormigas, las termitas, las abejas… es característica una distinción de jerarquías, en las que cada tipo de individuo tiene asignada una función cuya finalidad es el beneficio de la sociedad completa (ejemplo hormiga reina, obrera y soldado).
  174. 174. 7.1.B. Relaciones intraespecíficas. Sociedades
  175. 175. 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Concepto y ejemplos
  176. 176. 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Concepto y ejemplos • Son las interrelaciones entre seres vivos de distinta especie. • Hay varias posibilidades, que ambos organismos se benefician, que uno se beneficie y otro se perjudique, que ninguno se perjudica pero que uno se beneficia…
  177. 177. Las relaciones entre los individuos de diferentes especies, pueden ser muy diferentes: Beneficiosas para las dos especies. ( +,+) Perjudiciales para las dos especies ( -, - ) Beneficiosa para una y perjudicial para otra ( +, - ) Beneficiosa para una e indiferente para la otra ( +, 0) 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Concepto y ejemplos
  178. 178. 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Ejemplos: mutualismo • Mutualismo: es la interacción en la que ambos se benefician. • Ejemplo: los desparasitadores presentan mutualismo como un rinoceronte y el ave que le desparasita, o el tiburón y un pez que le elimina parásitos de la boca. Tanto el ave como el pez pueden desparasitar organismos de otras especies, no son exclusivos ni del rinoceronte ni del tiburón.
  179. 179. En plantas: Los musgos en los troncos de los árboles. Por un lado el musgo alcanza una altura que no conseguiría en el suelo y así no compite con otras hierbas por la luz. Por su parte el árbol conserva mejor la humedad y se protege del fuego. Entre plantas y animales: Es muy importante entre los insectos que polinizan las plantas a la vez que comen el néctar. Otras aves ingieren las semillas y las dispersan con las heces. ( petirrojos, currucas comen moras) Igualmente los zorros comen higos y madroños diseminando posteriormente las semillas. Entre animales: Existen ejemplos muy conocidos como las garcillas bueyeras que se alimentan de los parásitos de los bueyes, los peces pequeños que comen los restos de comida de entre los dientes de los tiburones. 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Ejemplos: mutualismo
  180. 180. 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Ejemplos: simbiosis • Simbiosis: al igual que el mutualismo es una interacción en la que ambos organismos se benefician, pero en este caso la relación es más compleja puesto que los organismos no pueden vivir libremente del otro organismo. Es una asociación “obligada”.
  181. 181. 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Ejemplos: simbiosis • Los líquenes, son asociaciones de hongos con algas, en la que el hongo protege, da humedad y nutrientes al alga, y el alga mediante la fotosíntesis proporciona materia orgánica al hongo.
  182. 182. 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Ejemplos: simbiosis • Las micorrizas, son asociaciones de hongos con raíces de plantas, en la que el hongo proporciona humedad y nutrientes al vegetal (el hongo forma un entramado de hifas a modo de red de mayores dimensiones que las raíces vegetales, por lo que abarca mucha mayor superficie de suelo y es mucho más efectivo para obtener agua y nutrientes en períodos de escasez sobre todo), y el vegetal, mediante fotosíntesis sintetiza materia orgánica que le da al hongo (los vegetales con micorrizas crecen mejor y son más resistentes a los períodos de sequía que cuando carecen de ellas).
  183. 183. 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Ejemplos: simbiosis • Las bacterias del género Rhizobium, se asocian con las raíces de vegetales de la familia leguminosas (planta del guisante, haba, algarrobo, alfalfa…), estas bacterias son capaces de fijar el N2 del aire y oxidarlo a nitrato, que es la forma en que los vegetales incorporan el nitrógeno que necesitan. La bacteria proporciona nitrógeno al vegetal y éste le proporciona materia orgánica obtenida mediante la fotosíntesis
  184. 184. 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Ejemplos: simbiosis • La flora intestinal beneficiosa que además de protegernos de que se puedan instalar bacterias patógenas en el intestino, nos proporcionan algunas vitaminas como la vitamina K y algunas del complejo B; se sabe que los pacientes alimentados por vía endovenosa o en ayuno, y que han recibido antibióticos de amplio espectro que acaban con la flora intestinal, pueden sangrar debido a la falta de la vitamina K.
  185. 185. 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Ejemplos: simbiosis
  186. 186. Las bacterias celulófagas viven en el intestino de los rumiantes, siendo capaces de digerir la celulosa transformándola en azucares simples. Gracias a ésto las cabras, ovejas, vacas, jirafas, etc... pueden comer hojas de árboles, paja, ramas,... que para nosotros no indigeribles. 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Ejemplos: simbiosis
  187. 187. 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Ejemplos: simbiosis
  188. 188. 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Ejemplos: comensalismo inquilinismo • Comensalismo o Inquilinismo es un tipo de interacción en la que un organismo llamado comensal se beneficia de su relación con otro organismo, al cual ni perjudica ni beneficia. • Ejemplo: el tiburón y el pez rémora. El pez acompaña al tiburón y se alimenta de los restos de comida que desperdicia el tiburón. El tiburón no se perjudica ni se beneficia y la rémora se beneficia.
  189. 189. 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Ejemplos: comensalismo inquilinismo
  190. 190. 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Ejemplos: comensalismo inquilinismo • Otros ejemplos podrían ser los carroñeros que esperan a que el depredador termine de comer para comerse sus sobras (algunos carroñeros atosigan al depredador para que deje de comer y se vaya, estos no serían comensales pues perjudican al depredador) • Las garcillas bueyeras (aves blancas de tamaño mediano que ves subidas al lomo de vacas, ovejas…) siguen al ganado que pace, y capturan las presas (grillos, saltamontes, ranas, escarabajos…) que se levantan al paso del ganado.
  191. 191. 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Ejemplos: comensalismo inquilinismo
  192. 192. Por ejemplo las esponjas tienen en su interior animales más pequeños que se alimentan de los restos de la comida y se protegen. Los cangrejos ermitaños usan las caracolas marinas vacías para instalarse. También se pueden incluir aquí los animales que utilizan los restos de otros seres vivos para obtener los alimentos, como el uso que hacen algunas aves de las agujas de los pinos, o espinas de las acacias para sacar a los insectos de sus agujeros. La mayor parte de los animales descomponedores usan los restos de los demás seres vivos para alimentarse y devolver así la materia orgánica de nuevo al ciclo de la materia. 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Ejemplos: comensalismo inquilinismo
  193. 193. 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Ejemplos: comensalismo inquilinismo
  194. 194. 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Ejemplos: antibiosis o amensalismo • Antibiosis o amensalismo: es un tipo de relación interespecífica en la que un organismo se perjudica, mientras que el otro no se ve afectado (ni se beneficia ni se perjudica). • Ejemplo: el eucalipto tira unas hojas que no permiten donde caen el crecimiento de otras plantas (al Descomponerse la hoja se segregan sustancias tóxicas. La antibiosis impide la vida de otros organismos. • Otro ejemplo el hongo Penicillium inhibe el crecimiento de bacterias ya que en su actividad normal el hongo produce antibióticos.
  195. 195. 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Ejemplos: antibiosis o amensalismo
  196. 196. 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Ejemplos: parasitismo • Parasitismo: es una interacción donde un organismo se beneficia (parásito) y el otro se perjudica. (hospedador). • El parasitismo se diferencia de la depredación en que el parasitismo generalmente no produce la muerte del otro organismo, suele ser de mucho menor tamaño que el hospedador y parasita sólo a uno o unos pocos organismos.
  197. 197. 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Ejemplos: parasitismo • Hay dos tipos de parásitos: • Ectoparásitos (fuera del organismo). Ejemplos: garrapata, chinches…, etc • Endoparásitos (dentro del organismo). Ejemplos: solitaria, tenia, lombrices intestinales, el protozoo Plasmodium malariae causante de la malaria…
  198. 198. 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Ejemplos: parasitismo
  199. 199. 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Ejemplos: depredación • Depredación: al igual que en el parasitismo, una especie se perjudica (presa) mientras que la otra se beneficia (depredador). • El depredador puede matar al organismo y comérselo, o bien comerse una parte del organismo como sucede en muchas ocasiones en vegetales, la depredación en vegetales recibe el nombre de herbivorismo. Ejemplo; el ciervo con los vegetales o el depredador que ataca a muchas presas a lo largo de su vida.
  200. 200. La depredación es un mecanismo muy importante de mantenimiento del equilibrio y de evolución en los ecosistemas. Cuando un depredador se alimenta de la presa, lo hace a costa de los individuos más débiles, pero quedando los más fuertes. Una vez que el número de presas disminuye, no hay suficiente alimento por lo que también lo hace el número de depredadores y por tanto también suelen morir los más débiles. Al haber menos depredadores, vuelve a aumentar el número de presas, pero las que nacen son descendientes de las que sobrevivieron, es decir de las más fuertes. Igualmente al aumentar el número de presas hay más alimento y nacen más depredadores, también descendientes de los supervivientes más fuertes. Esto no es positivo, ya que los animales cazan a los más débiles, lo que hace que la especie se fortalezca.
  201. 201. 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Ejemplos: competencia interespecífica • Competencia interespecífica: es una interacción en el que las dos especies se perjudican porque las mismas especies demandan uno o más recursos idénticos que son escasos. • Ejemplo: leones con hienas.
  202. 202. 7.1.C. Relaciones interespecíficas. Ejemplos: competencia interespecífica
  203. 203. ANIMALES Dentro del ecosistema suelen tener sus territorios, además aunque se alimenten de lo mismo, tienen adaptaciones que les permite aprovechar al máximo los recursos que les ofrece el medio. Ej: las jirafas se alimentan de las hojas que crecen más altas, los rinocerontes de los arbustos, las cebras de las hierbas. Se produce una diversificación que disminuye la competencia. Cuando compiten por el agua, siempre suele haber una especie dominante, (elefantes, rinocerontes, cebras, antílopes..). PLANTAS. El principal motivo es la luz, por ello hay una estratificación. ( arboles, arbustos, hierbas, musgos, lianas... Cuando compiten por la humedad o el alimento, las plantas que tienen las raices más profundas tienen más posibilidades de supervivencia. Otras recurren a mecanismos para evitar la competencia, emiten sustancias ácidas o tóxicas que impiden el crecimiento de otras. ( romero, pino). BACTERIAS Los microorganismos viven en zonas muy concretas para evitar la competencia y suelen producir sustancias tóxicas para evitar el crecimiento de otros , es el caso del Penicilium notatun, productor
  204. 204. El recurso puede ser, la luz, el alimento, el cobijo, el territorio, la humedad, ... Suele ocurrir además que este recurso escasea en el ecosistema. Se suele decir que los seres vivos que compiten ocupan el mismo NICHO ECOLÓGICO, es decir, ocupan el mismo lugar en la cadena trófica, se alimentan de los mismo o aprovechan los mismos recursos. La competencia es perjudicial para las dos especies por lo que los seres vivos tienden a disminuir al máximo este tipo de relación.
  205. 205. 7.2. Autorregulación de la comunidad • Autorregulación de la comunidad Las poblaciones no se encuentran aisladas en el medio en el que habitan, sino que se relacionan con otras con las que comparten territorio, constituyendo una comunidad o biocenosis. La coexistencia de poblaciones diferentes en un ecosistema genera una serie de interacciones, de las que depende la evolución simultánea de todas ellas. Dichas interacciones actúan como factores limitantes bióticos que, al permitir la existencia de unas en detrimento de otras, van a contribuir a la estabilidad del conjunto.
  206. 206. 7.2. Autorregulación de la comunidad • Las relaciones entre diferentes poblaciones (interespecíficas) de la comunidad, actúan como factores limitantes bióticos.
  207. 207. 7.2. Autorregulación de la comunidad: A. Modelo depredador/presa • Empleamos diagramas causales para estudiar los modelos de las relaciones interespecífícas. En esta figura se puede observar con claridad el tiempo de respuesta en el crecimiento de ambas poblaciones (depredador y presa).
  208. 208. 7.2. Autorregulación de la comunidad: A. Modelo depredador/presa • Esta Figura es el diagrama causal de esta relación.
  209. 209. 7.2. Autorregulación de la comunidad: A. Modelo depredador/presa • Tanto el crecimiento de depredador como de la presa, vistos aisladamente, están determinados por sus tasas respectivas de natalidad y mortalidad. • Para relacionarlos entre sí, tenemos que marcar los encuentros con resultado de muerte (variable auxiliar) que influye sobre la mortalidad de la presa y sobre los nacimientos del depredador. Dichos encuentros conectan y amplían con el bucle de defunciones (en el caso de la presa) y con el de nacimientos (en el caso del depredador) . • Los encuentros van a representar en número de presas cazadas por depredador, por unidad de tiempo.
  210. 210. 7.2. Autorregulación de la comunidad: A. Modelo depredador/presa
  211. 211. 7.2. Autorregulación de la comunidad: A. Modelo depredador/presa Esta figura es una gráfica circular o ciclo límite. En cada uno de los cuadrantes nos permite observar y predecir el número de depredadores en función del número de presas y viceversa. Así, en el punto (a) hay 15 depredadores y 23 presas; en el punto (b), 20 depredadores y 20 presas (en este cuadrante, los depredadores van aumentando y las presas van disminuyendo); en (c), 20 depredadores y 5 presas, y en (d), 15 depredadores y 3 presas (en este cuadrante tanto los depredadores como las presas van disminuyendo). En (e) habrá 10 depredadores y 3 presas; y en (f), 3 depredadores y 10 presas. Lo que quiere decir que, a lo largo de este cuadrante, los depredadores van disminuyendo y las presas aumentando. Y en (g) habrá 10 depredadores y 23 presas. En este último cuadrante los depredadores y las presas aumentan.
  212. 212. 7.2. Autorregulación de la comunidad: A. Modelo depredador/presa
  213. 213. 7.2. Autorregulación de la comunidad: A. Modelo depredador/presa • Cada depredador suele alimentarse de varias presas, con lo que asegura su supervivencia si faltara alguna de ellas.
  214. 214. 7.2. Autorregulación de la comunidad: A. Modelo depredador/presa • Realiza la siguiente simulación: • «Mira la figura 4.37 y supón que aumentan desmesuradamente los nacimientos del depredador. Haz un seguimiento de los acontecimientos posibles que desencadenaría tal hecho. Para ello, partiendo del parámetro en estudio, sigue fielmente el sentido que te indican las flechas, hasta volver al punto de partida».
  215. 215. 7.2. Autorregulación de la comunidad: B. PARASITISMO • El diagrama causal de esta relación es el siguiente:
  216. 216. 7.2. Autorregulación de la comunidad: B. PARASITISMO • A simple vista vemos que falta la flecha de enganche entre los encuentros y la tasa de mortalidad de la presa. • ¿Por qué?
  217. 217. 7.2. Autorregulación de la comunidad: B. PARASITISMO • Si ocurriera que el parásito mata al hospedante, moriría también él. • Esa es la principal diferencia con el modelo depredador/presa. • El parásito vive de los intereses y el depredador del capital.
  218. 218. 7.2. Autorregulación de la comunidad: actividad 19 de la página 105
  219. 219. 7.2. Autorregulación de la comunidad: C. Competencia • Intraespecífica • Interespecífica.
  220. 220. 7.2. Autorregulación de la comunidad: C. Competencia • La competencia es una asociación interespecífica se estudia a partir de este diagrama causal:
  221. 221. 7.2. Autorregulación de la comunidad: C. Competencia • Si lo comparamos con el del modelo depredador/presa, podemos comprobar que son tres variables: dos depredadores compitiendo por una sola presa. • Esto da lugar a que una de ellas consiga la presa y la otra se quede sin ella.
  222. 222. Principio de exclusión competitiva • Si dos especies compiten por un mismo recurso que sea limitado, una será más eficiente que la otra en utilizar o controlar el acceso a dicho recurso y eliminará a la otra en aquellas situaciones en las que puedan aparecer juntas. (G.F. Gause)
  223. 223. • Siempre sobrevive la especie más adaptada. Principio de exclusión competitiva
  224. 224. Principio de exclusión competitiva
  225. 225. 7.2. Autorregulación de la comunidad: Hábitat y nicho ecológico • Hábitat. Lugar donde vive una especie. • NICHO ECOLÓGICO. Papel o función de una especie en el ecosistema • Se suele decir que los seres vivos que compiten ocupan el mismo NICHO ECOLÓGICO, es decir, ocupan el mismo lugar en la cadena trófica, se alimentan de los mismo o aprovechan los mismos recursos. • La competencia es perjudicial para las dos especies por lo que los seres vivos tienden a disminuir al máximo este tipo de relación.
  226. 226. 8. BIODIVERSIDAD
  227. 227. 8. Biodiversidad La diversidad biológica o biodiversidad es la riqueza o variedad de las especies de un ecosistema y la abundancia relativa de los individuos de cada especie. La biodiversidad ha sufrido siempre numerosos altibajos. Las cinco extinciones masivas han provocado, por ejemplo, bruscas caídas en la biodiversidad.
  228. 228. 8. Concepto de biodiversidad • La biodiversidad de un ecosistema es la riqueza de especies que existe en dicho ecosistema. • La Biodiversidad o diversidad biológica es la variedad de organismos que viven en nuestro planeta. • Una definición mucho más precisa de biodiversidad incluye no sólo la variedad de seres vivos, sino también la variedad de ecosistemas y la variedad de genes existentes (diversidad de individuos, ecosistemas y genes).
  229. 229. 8. Concepto de BIODIVERSIDAD Según la Conferencia de Río: 3 conceptos: 1º Variedad de especies que hay en la tierra. 2º Diversidad de ecosistemas en nuestro planeta. 3º Diversidad genética.
  230. 230. 8. Concepto de biodiversidad • Para calcular la biodiversidad en un ecosistema se tiene en cuenta tanto la riqueza de especies en el ecosistema como la abundancia relativa de cada especie. • El número de especies conocidas se sitúa alrededor de 1,7 millones, aunque se estima que existen unos 5 millones de especies en nuestro planeta, por tanto, la mayoría son desconocidas y se encuentran sobre todo en las selvas tropicales que están desapareciendo por acción del hombre. • En las llanuras abisales se piensa que pueden existir cientos de miles de especies aún sin descubrir.
  231. 231. 8. Concepto de biodiversidad
  232. 232. 8. Concepto de biodiversidad
  233. 233. 8. Importancia de la biodiversidad • 1. Para el funcionamiento de los ecosistemas (cada especie cumple una función esencial para el funcionamiento de los ecosistemas, como fabricar o descomponer materia orgánica, equilibrar el número de herbívoros, formar suelo, proteger de la erosión, fabricar oxígeno…)
  234. 234. 8. Importancia de la biodiversidad 2. Para los seres humanos: • Obtener fármacos (la aspirina es ácido acetilsalicílico obtenido de la corteza del sauce, la penicilina se obtuvo del hongo Penicillium) • Obtener materias primas (madera…) • Obtener productos industriales (etanol, acetona…, obtenidos por fermentación microbiana o algún otro proceso en el que intervengan seres vivos) • Obtener alimentos (el yogur, la cerveza, el pan…, son alimentos obtenidos gracias a microorganismos) • Obtener genes con fines productivos (por ingeniería genética se pretende introducir genes de bacterias fijadoras de N2 en vegetales para que no haya que utilizar fertilizantes nitrogenados evitando la contaminación de aguas y suelos con nitratos y que cueste menos dinero al agricultor), • Gran valor recreativo y turístico…
  235. 235. 8.¿Qué nos aporta la biodiversidad? 1/3 de remedios contra el cáncer y otras enfermedades proceden de hongos y plantas silvestres: Morfina y codeína  alivian el dolor Quinina  combate la malaria Vinblastina  tratamiento de la leucemia También los animales: Caracol cónico de los arrecifes de coral Afecciones cardíacas y cerebrales Tratamiento contra el dolor Tratamiento contra algunos tipos de cáncer de pulmón Proteger la biodiversidad es proteger los valiosos recursos farmacéuticos, algunos por descubrir
  236. 236. 8. Biodiversidad: Índice de extinción Se ha extinguido una especie cada 500-1000 años.
  237. 237. Especies amenazadas y en peligro de extinción Un incremento drástico de la RESISTENCIA AMBIENTAL Amenaza para la supervivencia de una especie Especie amenazada es aquella cuyo nº de individuos se reduce drásticamente hasta llegar a una cifra crítica que las pone en peligro de extinción
  238. 238. Extinción de especies Cambios en las condiciones medioambientales Extinción de especies Sobre todo k estrategas 5 extinciones masivas Finales del Odovícico: trilobites y otros Finales del Devónico: trilobites y otros Finales del Paleozoico: casi todas las especies Finales del Triásico: reptiles Finales del Cretácico: dinosaurios Índice de extinción Una especie cada 500 – 1000 años
  239. 239. Especies de vertebrados amenazadas mundialmente, por región Mamíferos Aves Reptiles Anfibios Peces Total África 294 217 47 17 148 723 Asia y el Pacífico 526 523 106 67 247 1 469 Europa 82 54 31 10 83 260 América Latina y el Caribe 275 361 77 28 132 873 América de Norte 51 50 27 24 117 269 Asia Occidental 0 24 30 8 9 71 Polar 0 6 7 0 1 14 Nota: Entre las ‘Especies Amenazadas’ se incluyen las clasificadas por la UICN en 2000 como en peligro crítico, en peligro, y vulnerables (Hilton-Taylor 2000).La suma de los totales de cada región no da el total global porque una especie puede estar amenazada en más de una región. Fuente: recopilación a partir de la base de datos Lista Roja de UICN (Hilton-Taylor 2000) y de la base de datos sobre especies del PNUMA-WCMC (UNEP-WCMC 2001a).
  240. 240. La Humanidad ha multiplicado la tasa de extinción de especies ÍNDICE DEL PLANETA VIVIENTE Indicador de presión sobre el medio ambiente Ecosistemas forestales: • Tasa del 12 % • Principalmente aves • Sobre todo bosques tropicales Establecido por PNUMA Y WWF: mide el grado de pérdida de biodiversidad ( 1970-1999) En aguas dulces: • tasa del 50 % La tasa de extinción: 1/3 de especies registradas En océanos: • tasa del 35 % entre los animales marinos registrados
  241. 241. 8. A. Causas de la pérdida de la biodiversidad 1. La alteración y destrucción de hábitats por cambios en los usos del suelo 2. La introducción y sustitución de especies 3. La sobreexplotación La preservación de la biodiversidad se ha convertido en un objetivo prioritario para la consecución del desarrollo sostenible
  242. 242. 8. A. Causas de la pérdida de biodiversidad • Las actividades humanas han tenido un efecto muy negativo sobre la diversidad biológica. • El aumento demográfico de la población humana ha generado un acelerado crecimiento urbano, el desarrollo de nuevas y más productivas técnicas agrarias y una actividad industrial a gran escala que ha dado como resultado una sobreexplotación de los recursos naturales.
  243. 243. 8. A. Causas de la pérdida de biodiversidad • Las causas se pueden agrupar en tres apartados: 1. Sobreexplotación. 2. Alteración y destrucción de hábitats por cambios en los usos del suelo. 3. Introducción y sustitución de especies.
  244. 244. Causas de la pérdida de biodiversidad La sobreexplotación de los recursos ü Deforestación ü sobrepastoreo ü Caza y pesca ü Coleccionismo ü Comercio ilegal de especies protegidas Alteración y destrucción de hábitats ü Cambios en usos del suelo ü Extracciones masivas de agua ü Fragmentación por obras públicas ü Contaminación de aguas y aire ü Cambio climático ü Incendios forestales Introducción y sustitución de especies ü Introducción de especies foráneas ü sustitución de especies naturales por otras obtenidas de forma artificial ü Semillas ü Animales domésticos
  245. 245. 8. A. Causas de la pérdida de biodiversidad: 1. Sobreexplotación • Deforestación con fines madereros. • Sobrepastoreo superior a la capacidad de regeneración del pasto. • Caza y pesca abusivas. • Coleccionismo. • Comercio ilegal de especies protegidas.
  246. 246. 8. A. Causas de la pérdida de biodiversidad: 1. Sobreexplotación • Deforestación con fines madereros. La destrucción de la selva tropical es la mayor amenaza a la biodiversidad ya que su riqueza de especies es enorme.
  247. 247. 8. Causas: 1. Sobreexplotación: Excesiva presión explotadora sobre algunas especies • Se puede producir de diferentes formas: • Por una excesiva presión cinegética (caza) sobre determinadas especies, por sobrepesca (caso del esturión del Guadalquivir), por coleccionismo (afecta especialmente a insectos como las colecciones de mariposas o escarabajos) y la utilización de mascotas.
  248. 248. 8. Causas: 1. Sobreexplotación: Excesiva presión explotadora sobre algunas especies
  249. 249. 8. Causas: 1. Sobreexplotación: Excesiva presión explotadora sobre algunas especies
  250. 250. 8. Causas: 1. Sobreexplotación: Excesiva presión explotadora sobre algunas especies • La caza de alimañas y depredadores hasta su exterminio ha sido habitual hasta hace muy poco tiempo. Se consideraban una amenaza para los ganados, la caza y el hombre y por este motivo se procuraba eliminar a animales como el lobo, osos, aves de presa, serpientes, etc., cuando en realidad muchas de estas especies eran beneficiosas para el hombre.
  251. 251. 8. Causas: 1. Sobreexplotación: Excesiva presión explotadora sobre algunas especies
  252. 252. 8. Causas: 1. Sobreexplotación: Excesiva presión explotadora sobre algunas especies • En el caso de algunas especies ha llevado a su extinción o casi, como fue el caso del Dodo, el pichón americano, el bisonte de las praderas americanas, el quebrantahuesos europeo, algunas variedades de ballena y muchos otros animales. • En la actualidad el comercio de especies exóticas, el coleccionismo, la captura de especies con supuestas propiedades curativas (especialmente apreciadas en la farmacopea china), el turismo masivo, etc., amenaza a muy distintas especies.
  253. 253. 8. A. Causas de la pérdida de biodiversidad: 2. Alteración y destrucción de hábitats • Agricultura. • Ganadería. • Industria. • Urbanizaciones. • Extracciones masivas de agua • Fragmentación de hábitats naturales. • Contaminación de aguas, suelos y aire. • Cambio climático. • Incendios.
  254. 254. 8. A. Causas de la pérdida de biodiversidad: 2. Alteración y destrucción de hábitats: Industrialización e intensificación de las prácticas agrícolas y forestales • Algunas prácticas agrícolas modernas pueden ser muy peligrosas para el mantenimiento de la diversidad si no se tiene cuidado de minimizar sus efectos. • La agricultura ya causa un gran impacto al exigir convertir ecosistemas diversos en tierras de cultivo. Además los monocultivos introducen una uniformidad tan grande en extensas áreas que reducen enormemente la diversidad, los monocultivos también obligan a usar mayores cantidades de plaguicidas porque facilitan la propagación de plagas y enfermedades. • Se están extinguiendo muchas especies o variedades agrícolas y ganaderas por otras variedades o especies de mayor rendimiento.
  255. 255. 8. A. Causas de la pérdida de biodiversidad: 2. Alteración y destrucción de hábitats: Industrialización e intensificación de las prácticas agrícolas y forestales • Las excesivas prácticas forestales con fines económicos están ejerciendo una gran presión en determinados bosques.
  256. 256. 8. Causas: 2 Alteración y Destrucción de los hábitats naturales • Esta es la causa principal de pérdida de biodiversidad. • La destrucción o deterioro del hábitat donde viven los seres vivos provoca su muerte al cambiar las condiciones del lugar donde habita, como puede ser mayor insolación y viento, muerte de los organismos de los que se alimentaba… • Ecosistemas muy delicados y con gran diversidad como los arrecifes de coral están teniendo importantes problemas de difícil solución.
  257. 257. 8. Causas: 2. Alteración y Destrucción de los hábitats naturales • También están muy maltratados los humedales, pantanos, marismas, etc., son lugares de gran productividad biológica, usados por las aves acuáticas para la cría y la alimentación y el descanso en sus emigraciones. • Durante siglos el hombre ha desecado los pantanos para convertirlos en tierras de labor y ha usado las marismas costeras para construir sus puertos y ciudades, por lo que su extensión ha disminuido drásticamente en todo el mundo.
  258. 258. 8. Causas: 2. Alteración y Destrucción de los hábitats naturales
  259. 259. 8. Causas: 2. Alteración y destrucción de hábitats naturales: Fragmentación de los hábitats naturales • La fragmentación del hábitat (como consecuencia del desarrollo agrícola, industrial y urbano) en fragmentos de menor tamaño hace más frágiles a los ecosistemas, ya que disminuye su capacidad de autorregulación (por ejemplo en espacios más reducidos es más complicado regular la temperatura o que un depredador obtenga suficiente alimento…), además al quedar confinada una especie en pequeños territorios se produce el “efecto isla”: la endogamia y la deriva genética pueden arrastrar a una pequeña población hasta su desaparición.
  260. 260. 8. Causas: 2. Alteración y destrucción de hábitats naturales: Fragmentación de los hábitats naturales • Para evitar que se extingan las especies por la destrucción de su hábitat, se han creado figuras de protección de ecosistemas como parque natural, reserva de la biosfera, parque regional, ZEPA (zona de especial protección para las aves), espacio protegido…
  261. 261. 8. Causas: 2. Alteración y destrucción de hábitats naturales: Contaminación de suelos, agua y atmósfera • La contaminación se suele producir por pesticidas, fertilizantes, vertidos y emisiones industriales y residuos de orígenes muy distintos (la utilización de perdigones de plomo en la caza deja entre 3.000 y 5.000 toneladas anuales de plomo sobre el territorio español contaminando los ecosistemas). El uso de pesticidas y herbicidas no sólo eliminan los animales y vegetales considerados “perjudiciales”, también eliminan aves y otros animales que se alimentan de esos insectos o plantas envenenadas. Las sustancias nocivas degradan los hábitats naturales, aún en las reservas mejor protegidas, esto ocurre por ejemplo con la lluvia ácida, destrucción de la capa de ozono, contaminación de ríos, aguas subterráneas…
  262. 262. 8. Causas: 2. Alteración y destrucción de hábitats naturales: Cambio climático • El calentamiento global puede tener efectos muy dañinos sobre la biodiversidad como por ejemplo al producir el avance de los desiertos, aumentar las sequías, aumentar las inundaciones… • El deterioro que están sufriendo muchos corales que pierden su coloración al morir el alga simbiótica que los forma se atribuye al calentamiento de las aguas. Los corales, debilitados por la contaminación de las aguas, cuando pierden el alga crecen muy lentamente y con facilidad mueren.
  263. 263. 8. A. Causas de la pérdida de biodiversidad: 3. Introducción y sustitución de especies • Introducción de especies exóticas. • Sustitución de especies naturales por otras obtenidas por selección artificial.
  264. 264. 8. Causas: 3. Introducción de especies nuevas o exóticas • El hombre, unas veces voluntariamente para luchas contra plagas o por sus gustos y aficiones y otras involuntariamente con sus desplazamientos y el transporte de mercancías, es un gran introductor de especies nuevas en ecosistemas en los que hasta entonces no existían, estos bioinvasores se encuentran en un ambiente nuevo, libre de depredadores y enfermedades, desplazando a las especies nativas y en ocasiones constituyen verdaderas plagas.
  265. 265. 8.B. Medidas para evitar la pérdida de la biodiversidad •Establecer unos espacios protegidos, como los parques nacionales, las reservas de la biosfera, etc. •Realizar estudios sobre el estado de los ecosistemas, como los indicadores PER (presión, estado, respuesta) •Decretar y respetar las leyes promulgadas para la preservación de las especies y de los ecosistemas.
  266. 266. 8. B. Medidas para evitar la perdida de biodiversidad. La preservación de la biodiversidad es imprescindible para la consecución del desarrollo sostenible. MEDIDAS: • Establecer espacios protegidos. • Estudios sobre el estado de los ecosistemas. Indicadores PER • Legislación sobre preservación. • Bancos de genes y semillas. • Fomento del ecoturismo.

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