BIOSFERA I: LOS ECOSISTEMAS

1. BIOSFERA I: LOS ECOSISTEMAS I.E.S “IZPISÚA BELMONTE” CTMA 2º Bachillerato

2. DEFINICIONES La BIOSFERA es el conjunto de todos los seres vivos que habitan el planeta Tierra. Es un sistema abierto pues intercambio materia y energía con el entorno

3. DEFINICIONES Un ECOSISTEMA es el conjunto de seres vivos que habitan en un determinado lugar, el medio físico en que viven y las relaciones que establecen entre sí y con el medio.

4. Componentes del ecosistema • La parte viva de un ecosistema es la BIOCENOSIS O COMUNIDAD. • La parte abiótica no viva es el BIOTOPO: • Parámetros físico-químicos: humedad, tª, pH del agua, salinidad, …etc • Características del suelo • El biotopo limita la existencia de la biocenosis

5. Ecosistemas= Biotopo+Biocenosis

6. DEFINICIONES La ECOSFERA es el conjunto de todos los ecosistemas que constituyen la Tierra, es decir, el gran ecosistema planetario. • La biosfera sería la biocenosis de este gran ecosistema • Es un sistema cerrado: abierto para la energía pues entra energía solar y sale calor, y cerrado para la materia que se recicla a través de los ciclos biogeoquímicos

7. Un BIOMA es cada uno de los ecosistemas terrestres. Ejemplos: la selva ecuatorial, la sabana, el desierto, bosque templado-húmedo taiga, tundra. Cada bioma posee una flora adaptada a las condiciones ambientales y una fauna asociada característica

8. RELACIONES TRÓFICAS • Mecanismos de transferencia de energía de unos organismos a otros en forma de alimento • Son relaciones muy importantes dentro del ecosistema • Se suelen representar en cadenas tróficas.

9. NIVELES TRÓFICOS Las especies se agrupan en distintos niveles tróficos según la función ecológica que cumplan en el ecosistema: • PRODUCTORES • CONSUMIDORES • Primarios • Secundarios • Terciarios • Cuaternarios • DESCOMPONEDORES Omnívoros

10. PRODUCTORES Organismos autótrofos, capaces de sintetizar materia orgánica a partir de inorgánica. Destacan los fotosintéticos: convierten la energía lumínica en energía química Ecuación general de la fotosíntesis 6 CO2 + 6 H20 1 glucosa( C6H12O6) + 6 O2 Radiación solar + Pigmentos fotosintéticos Organismos fotosintéticos: Plantas, algas, cianobacterias y otras bacterias fotosintéticas

11. PRODUCTORES • Las plantas superiores son los principales productores en los ecosistemas terrestres mientras que el fitoplancton lo es en el ecosistema marino. • El fitoplancton está formado por un conjunto de algas microscópicas y cianobacterias que viven flotando en la zona fótica marina.

12. PRODUCTORES La materia orgánica sintetizada por los productores tiene dos destinos: RESPIRACIÓN Azúcar + O2 CO2+ H20

13. PRODUCTORES CIANOBACTERIAS Organismos quimiosintéticos: Bacterias que obtienen la energía de la oxidación de sustancias inorgánicas para fabricar su propia materia orgánica, como las bacterias oxidadoras del azufre que viven junto a volcanes submarinos o manantiales ricos en H2S

14. CONSUMIDORES Organismos heterótrofos que toman materia orgánica ya sintetizada como alimento para llevar a cabo sus funciones vitales mediante mecanismos respiratorios. Existen distintos tipos: • CONSUMIDORES PRIMARIOS O HERBÍVOROS • CONSUMIDORES SECUNDARIOS O CARNÍVOROS • CONSUMIDORES TERCIARIOS

15. CONSUMIDORES Los consumidores primarios son los HERBÍVOROS, que se alimentan directamente de los productores y constituyen el 2º nivel trófico.

16. CONSUMIDORES Los consumidores secundarios son los CARNÍVOROS, que se alimentan de los herbívoros, y constituyen el tercer nivel trófico.

17. CONSUMIDORES Los consumidores terciarios son los CARNÍVOROS FINALES O SUPERDEPREDADORES, que se alimentan de los carnívoros secundarios, y constituyen el cuarto nivel trófico.

18. DESCOMPONEDORES • Son un tipo especial de organismos detritívoros ( grupos de hongos y bacterias) que transforman la materia orgánica en inorgánica(sales minerales) dejándola disponible de nuevo para los productores. • Cumplen una función esencial en los ecosistemas: cerrar el ciclo de la materia • La transformación ocurre tanto por vía aerobia como anaerobia (respiración o fermentación)

19. CADENAS Y REDES TRÓFICAS Las relaciones tróficas son complejas en la realidad, por eso se reflejan mejor en redes tróficas: de cada nivel surgen ramificaciones, pues una misma especie puede servir de alimento a organismos de varios niveles tróficos o viceversa. P. ej. Omnívoros, saprófitos y necrófagos.

20. CADENAS Y REDES TRÓFICAS OMNÍVOROS: Se alimentan de más de un nivel trófico, carácter adaptativo que garantiza su supervivencia (ej: hombre, oso) CARROÑEROS O NECRÓFAGOS:Se alimentan de cadáveres (ej. buitres, chacales) SAPRÓFITOS O DETRITÍVOROS: Se alimentan de todo tipo de detritros (restos orgánicos como hojas, ramas, heces animales u otros), de composición progresivamente más simple. (ej. Lombriz de tierra, Tubifex, cangrejos,…)

21. CADENAS Y REDES TRÓFICAS OMNÍVOROS: Se alimentan de más de un nivel trófico, carácter adaptativo que garantiza su supervivencia (ej: hombre, oso) CARROÑEROS O NECRÓFAGOS:Se alimentan de cadáveres (ej. buitres, chacales) SAPRÓFITOS O DETRITÍVOROS: Se alimentan de todo tipo de detritros (restos orgánicos como hojas, ramas, heces animales u otros), de composición progresivamente más simple. (ej. Lombriz de tierra, Tubifex, cangrejos,…)

22. CADENAS Y REDES TRÓFICAS Las redes tróficas son representaciones las interacciones tróficas que se dan entre los individuos de una comunidad

23. CADENAS Y REDES TRÓFICAS

24. CADENAS Y REDES TRÓFICAS

25. Flujo de materia y energía en los ecosistemas Los ecosistemas siguen el principio de SOSTENIBILIDAD NATURAL: • Reciclar al máximo la materia de forma que se obtengan nutrientes que no escapen y desechos biodegradables (utilizables) • Usar una energía renovable como fuente: la luz solar

26. Flujo de energía en los ecosistemas Es un flujo ABIERTO Y UNIDIRECCIONAL

27. Flujo de energía en los ecosistemas

28. Flujo de energía en los ecosistemas La cantidad de energía que pasa de un nivel trófico al siguiente va disminuyendo, pues en cada eslabón parte de la energía entrante se gasta en el mantenimiento de las funciones vitales y se pierde en forma de calor. Solo pasa al siguiente la acumulada en forma de materia orgánica en los tejidos vivos mediante las relaciones tróficas.

29. Flujo de energía en los ecosistemas Regla del 10%: “La energía que pasa de un eslabón a otro de la cadena trófica es aproximadamente el 10% de la acumulada en él” Aunque en los últimos eslabones aumenta el valor, el nº de eslabones de la cadena es por tanto limitado, como mucho cinco. La entrada de energía solar ha de ser constante para que el ecosistema funcione.

30. Flujo de energía en los ecosistemas

31. Flujo de la materia en los ecosistemas La materia sigue un flujo cíclico donde materia inorgánica se transforma en orgánica, y finalmente ésta de nuevo en inorgánica gracias a los organismos descomponedores. El papel de estos hongos y bacterias es fundamental, pues cierran el ciclo de la materia. Hacen a la materia orgánica biodegradable

32. Flujo de la materia en los ecosistemas • El ciclo de la materia es cerrado, aunque con algunas excepciones: • Escape de ciertos nutrientes gaseosos a la atmósfera • Lixiviados disueltos en agua que son arrastrados lejos del lugar de origen • Restos orgánicos que escapan del reciclaje de los descomponedores, quedan enterrados y sufren fermentaciones anaerobias durante millones de años hasta transformarse en combustibles fósiles, almacenados en la litosfera.

33. PARÁMETROS TRÓFICOS • Medidas usadas para valorar la rentabilidad de cada nivel trófico así como del ecosistema complejo. Algunos son: • BIOMASA (B) • PRODUCCIÓN(P) • PRODUCTIVIDAD O TASA DE RENOVACIÓN (p) • TIEMPO DE RENOVACIÓN (tr) • EFICIENCIA ECOLÓGICA (ef)

34. BIOMASA “Cantidad en peso de materia orgánica viva o muerta (necromasa) de cualquier nivel trófico del ecosistema.” “Manera en que la biosfera almacena la energía solar” • Unidades de medida: • De masa (kg, g, mg,…) • Masa /superficie: g/cm2, t/ha, kg/m2, etc (+frecuente) • Masa/volumen: Kg/m3, g/l, …(ecosistemas acuáticos) • En unidades de energía (1g de materia orgánica= 4 o 5 Kcal)

35. PRODUCCIÓN “Cantidad de energía que fluye por cada nivel trófico” Unidades de medida: g/m2.día, kcal/ha.año, J , vatios o J/s,…etc Tipos: Producción primaria (fijada por los productores) Producción secundaria (fijada por los demás niveles) Producción bruta (Pb): Cantidad de energía fijada por unidad de tiempo. Producción neta (Pn): Cantidad de energía acumulada por unidad de tiempo

36. PRODUCCIÓN

37. PRODUCTIVIDAD Es la relación entre la cantidad de energía almacenada por unidad de tiempo y la biomasa total. Representa la velocidad con la que se renueva la biomasa del ecosistema, por eso se llama también tasa de renovación. Se calcula: p= Pn/B Pn= producción neta B=biomasa Suele expresarse en %

38. TIEMPO DE RENOVACIÓN Periodo de tiempo que tarda en renovarse un nivel trófico o un sistema. Es la relación inversa a la tasa de renovación. Se calcula : tr= B/Pn Se expresa en unidades de tiempo

39. EFICIENCIA ECOLÓGICA Indica el rendimiento energético de un nivel trófico o del ecosistema Es la cantidad de biomasa o de energía transferida de un nivel trófico al siguiente. Se calcula mediante el cociente Salidas/entradas. Desde el punto de vista energético es: Pn/Pn nivel anterior x 100 Alimentarse del primer nivel supone un aumento en la eficiencia en la producción de alimentos: más energía, mayor nº de individuos puede mantener . La eficiencia de la explotación de recursos naturales debe tener en cuenta los costes ocultos o insumos

40. PIRÁMIDES TRÓFICAS Las pirámides tróficas o ecológicas son representaciones gráficas de las relaciones tróficas entre la comunidad de un ecosistema.

41. PIRÁMIDES TRÓFICAS La pirámide se divide en escalones de altura constante y longitud variable que corresponde a cada nivel trófico. La longitud de cada escalón es proporcional al parámetro medido.

42. PIRÁMIDES TRÓFICAS • Existen tres tipos de pirámides ecológicas: • De energía • De biomasa • De números Los Descomponedores no suelen salir en las pirámides tróficas pues son organismos muy difíciles de observar, contar y cuantificar, y con ciclo reproductor muy rápido.

43. PIRÁMIDES DE ENERGÍA Representan el contenido energético de cada nivel. Siempre tiene forma de verdadera pirámide, pues sigue la regla del 10% Unidades: KJ/m2 Kcal/m2.año etc

44. PIRÁMIDES DE ENERGÍA

45. PIRÁMIDES DE ENERGÍA

46. PIRÁMIDES DE ENERGÍA

47. PIRÁMIDES DE BIOMASA Se elaboran en función de la biomasa acumulada en cada nivel. Suele tener forma de pirámide normal , pero también pueden darse pirámides invertidas.

48. PIRÁMIDES DE BIOMASA En los ecosistemas terrestres la diferencia entre los dos primeros escalones suele ser muy grande La pirámide invertida presenta un escalón superior mayor que el inferior

49. PIRÁMIDES DE BIOMASA

50. PIRÁMIDES DE NÚMEROS Se elaboran mediante el recuento del nº total de individuos de cada nivel. Su forma invertida puede inducir a error al dar excesiva importancia a los organismos pequeños. No son útiles para comparar ecosistemas.