Ecologia cap 2 y 3 - estructura y función de los ecosistemas. ii sem 2013
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Universidad de Cartagena Ingeniería Civil
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad. Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
Ecosistemas Unidades con sostenibilidad
Capitulo 2
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
Conceptos
BIOTA (Bios, vida): Agrupamiento de plantas, animales y microbios que se observan al estudiar bosques, pastizales, charcas, arrecifes de coral y áreas inexploradas.
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
FACTORES ABIOTICOS: Los elementos físicos, químicos e inertes. Como el agua o la humedad, la temperatura, la salinidad y la clase de suelo.
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
ESPECIES: Son las diferentes clases de vegetales, animales y microbios.
POBLACIÓN: El número de individuos que componen el grupo de apareamiento y reproducción. Se distingue de especie en que se
aplica a los miembro que viven en determinada área.
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
¿Qué es un ecosistema?
Es una comunidad de organismos que se autorregulan y sobreviven
interactuando con el medio físico dentro de un espacio geográfico
definido.
Es tanto la comunidad biótica como las condiciones abióticas en las
que viven sus elementos.
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
Otros conceptos
ECOLOGÍA: Es la ciencia que se ocupa del estudio de los ecosistemas,
de las interacciones de los elementos que los componen y de las
relaciones de éstos con el entorno.
BIOMAS: Agrupación de ecosistemas similares o relacionados.
BIOSFERA: Es el gran ecosistema que conforma la Tierra, se pueden ver
todas las especies junto con sus ambientes.
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
Ecotono de la Playa de Tunquen. Fuente: Internet
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
PASTIZALES
BOSQUE
BOSQUE-PASTIZAL
Especies de los bosques caducifolios
ECOTONO: Región de transición donde se superponen gradualmente los ecosistemas. Se comparten muchas especies y características de los ecosistemas adyacentes.
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad. Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
Estructura de los ecosistemas
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
ESTRUCTURA DE LOS ECOSISTEMAS
Los ecosistemas están conformados por elementos no vivos o
componentes abióticos, y por componentes vivos o bióticos.
Estos interactúan para proveer los materiales y la energía necesarios
para que los organismos sobrevivan.
ABIÓTICOS
BIÓTICOS
Se compone por la energía, la materia y los factores físicos
Esta compuesta
por los organismos
vivos de un
ecosistema
SERES VIVOS
Los autótrofos y los heterótrofos.
Esta distinción se basa en sus
necesidades nutricionales y el
tipo de alimentación.
Nutrientes, elementos
químicos, la temperatura,
la humedad, el rocío, la
luz, el viento y el espacio
disponible.
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
FACTORES BIÓTICOS
Entre los seres vivos de un ecosistema puedes establecerse diferentes
niveles de organización:
POBLACIÓN Seres de la
misma
especie que
forman parte
de un
ecosistema.
COMUNIDAD (Biocenosis)
Conjunto de
poblaciones
de seres vivos
que habitan
en un
ecosistema.
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
ESTRUCTURA BIÓTICA
• Categoría de Organismos
• Asociaciones Alimentarias
• Relaciones No Alimentarias
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ESTRUCTURA BIÓTICA
Categoría de Organismos
Productores: Son principalmente plantas verdes que aprovechan la energía luminosa del Sol para convertir agua y dióxido de carbono en un azúcar llamado
glucosa y liberar oxígeno como subproducto.
MINERALES:
Nitrato, Fosfato,
Potasio H20
Glucosa (C6H12O6) Fotosíntesis
Energía Solar
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ESTRUCTURA BIÓTICA
Categoría de Organismos
Consumidores: Comprenden una gran variedad de organismos que van de bacterias microscópicas a las ballenas azules. Ej.: Los protozoarios, los gusanos, los
peces, los crustáceos, los insectos, los reptiles, los anfibios, las aves y los mamíferos.
Consumidores Primarios o Herbívoros. Se alimentan de
productores.
Consumidores Secundarios. Se alimentan de los consumidores
primarios.
Consumidores de tercer orden y superiores. Junto con los
secundarios son llamados carnívoros y omnívoros (se alimentan
de plantas y animales)
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ESTRUCTURA BIÓTICA
Categoría de Organismos
Consumidores
PARASITISMO DEPREDACIÓN
Depredador: Es el animal que ataca, mata y se come a otro,
que recibe el nombre de presa. Relación
depredador y presa.
Parásitos: Se trata de organismos -
vegetales o animales – que se vinculan estrechamente a su “presa” y se
alimentan de ella durante un largo período, por lo regular sin matarla.
• Huésped: Planta o animal del
que el parásito se alimenta.
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
Se llama detritos a los materiales vegetales muertos, como hojas, ramas
y troncos caídos y hierba seca. Y los saprofitos son los que se alimentan
de los detritos.
Saprofitos Primarios.
Saprofitos Secundarios.
Descomponedores de detritos.
ESTRUCTURA BIÓTICA
Categoría de Organismos
Saprofitos y descomponedores de detritos
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
ESTRUCTURA BIÓTICA
Categoría de Organismos
Saprofitos y descomponedores de detritos
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
ESTRUCTURA BIÓTICA
Asociaciones Alimentarias
• Cadena Alimentaria. Secuencias en que un organismo es comido
por otro, y éste a su vez por uno más, etc.
• Trama Alimentaria. Denota la compleja “malla” de cadenas
alimentarias entreveradas.
• Niveles Tróficos.
¿Cuántos niveles tróficos hay? No más de tres o cuatro en cada ecosistema, según se desprende de observaciones directas.
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ESTRUCTURA BIÓTICA
Asociaciones Alimentarias Cadena Alimentaria
Pirámide de la biomasa.
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ESTRUCTURA BIÓTICA
Asociaciones No Alimentarias
SIMBIOSIS
MUTUALISMO
Mutualismo: Asociaciones
que favorecen
a las dos
partes.
Simbiosis: Sólo se refiere al hecho de
“vivir juntos” y no
específica daño ni
beneficio alguno;
así, las asociaciones
simbióticas
comprenden tanto
a las parasitarias
como a las
mutualista.
Aunque no se clasifiquen como mutualistas, hay
numerosas asociaciones en los ecosistemas que colaboran a la capacidad general de sostenimiento. Ej.: Los detritos.
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
MUTUALISMO
El pez payaso y las
anémonas
El pájaro de la miel y el ratel
(mamífero)
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FACTORES ABIÓTICOS
Punto Óptimo, Zonas de Tensión y Límites de Tolerancia.
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FACTORES ABIÓTICOS
Son las características físico-químicas que posee un medio.
No dependen directamente de los seres vivos, aunque su
actividad puede modificarlos.
MEDIO ACUÁTICO
Temperatura
Luz
Gases Disueltos
Salinidad
MEDIO TERRESTRE
Luz
Humedad
Temperatura
Suelo
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FACTORES ABIÓTICOS
INCREMENTO EN CONDICIONES DE
SEQUIA Y TEMPERATURA = MAS CACTUS
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FACTORES ABIÓTICOS
MAYOR INCREMENTO EN CONDICIONES DE SEQUIA Y TEMPERATURA ?
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FACTORES ABIÓTICOS
Punto Óptimo. Cierto a nivel al que los organismos funcionan mejor.
Margen Óptimo. Intervalo de varios grados donde suele encontrarse en el punto óptimo.
Margen de Tolerancia. Variación total que permite cualquier crecimiento. Sus
puntos extremos se denominan límites de tolerancia.
Entre el margen óptimo y el límite superior o inferior de tolerancia hay zonas de
tensión: conforme el factor se aparta en un sentido u otro del margen óptimo, los organismo sufren mayor tensión hasta que, al cruzar el límite, ya no logran
sobrevivir.
Factor abiótico
Cre
cim
iento
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FACTORES ABIÓTICOS
Justus von Liebig May 12, 1803 – April 18, 1873
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
FACTORES ABIÓTICOS
Ley de los factores limitantes
• Cada factor abiótico tiene su punto óptimo y sus límites de
tolerancia.
• El agente que obstaculiza el crecimiento se llama factor
limitante.
Ley de los Factores Limitantes: Cualquier factor fuera del margen
óptimo causará tensión y limitará el crecimiento, la reproducción e
incluso la sobrevivencia de la población.
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
¿POR QUÉ REGIONES
DIFERENTES SOSTIENEN
ECOSISTEMAS DISTINTOS?
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
CLIMA
Descripción del promedio de temperatura y
precipitación que puede esperarse para cada día del
año.
• Las condiciones de temperatura y precipitación se
combinan casi de cualquier manera para dar una
extensa variedad de climas.
• Cada clima sostiene solo a las especies que
encuentran puntos óptimos los niveles de
temperatura y precipitación.
¿POR QUÉ REGIONES DIFERENTES
SOSTIENEN ECOSISTEMAS DISTINTOS?
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
CLIMA
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
CLIMA Y LOS GRANDES
BIOMAS
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
MICROCLIMAS Y OTROS FACTORES ABIÓTICOS
– Microclima: Conjunto de condiciones climáticas que
privan en zonas localizadas.
– Dan por resultado variaciones en la comunidad biótica
del bioma.
– Los suelos y la topografía también contribuyen a la
diversidad del bioma.
¿POR QUÉ REGIONES DIFERENTES SOSTIENEN
ECOSISTEMAS DISTINTOS?
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
Imagen Satélite – Ciudad del Cabo, Sudáfrica
MICROCLIMAS Y OTROS FACTORES ABIÓTICOS
¿POR QUÉ REGIONES DIFERENTES
SOSTIENEN ECOSISTEMAS DISTINTOS?
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
Fynbos en Sudáfrica
MICROCLIMAS Y OTROS FACTORES ABIÓTICOS
¿POR QUÉ REGIONES DIFERENTES SOSTIENEN
ECOSISTEMAS DISTINTOS?
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
– Los factores limitantes
pueden ser causados
por otras especies.
– Ej.: Relación entre los
pastos, la precipitación y
los árboles.
FACTORES BIÓTICOS
¿POR QUÉ REGIONES DIFERENTES
SOSTIENEN ECOSISTEMAS DISTINTOS?
Universidad de Cartagena Capitulo 2. Ecosistemas: unidades con sostenibilidad.
BARRERAS FÍSICAS
¿POR QUÉ REGIONES DIFERENTES
SOSTIENEN ECOSISTEMAS DISTINTOS?
• Océanos
• Desiertos
• Sierras
Se pueden originar “invasiones” exitosas cuando se
cambia una especie de lugar (otro continente).
Otras barreras: Diques, carreteras, ciudades y
granjas
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
El funcionamiento de los
ecosistemas
Capítulo 3
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
Elementos, Vida y Energía
Los átomos son las piezas básicas de la constitución de la
materia.
La materia son los gases, líquidos y sólidos que constituyen
a los seres vivos, e inertes.
¿Cómo es posible que los innumerables materiales que conforman
nuestro mundo, incluyendo los tejidos de los seres vivos, estén hechos
de sólo 92 elementos?
Para ser precisos, 99% de la corteza de terrestre se compone de
apenas ocho de esos elementos.
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS E INERTES
ELEMENTOS, VIDA Y ENERGÍA
Molécula. Se refiere a cualquier enlace específico de dos o más
átomos.
Compuesto. Es cualquier enlace de
dos o más átomos diferentes.
Mezcla. Significa que no hay enlaces químicos entre las
moléculas que lo componen.
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
Desde el punto de vista biológico, los tres gases más importantes en la parte inferior de la atmósfera son el nitrógeno, el oxígeno y el dióxido de carbono.
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS E INERTES
ELEMENTOS, VIDA Y ENERGÍA
Los minerales son materiales inorgánicos duros y cristalinos de cierta
composición química.
Las moléculas basadas en el carbono que forman los tejidos de los
organismos vivos reciben el nombre de moléculas orgánicas.
Las moléculas y los compuestos que sin enlaces carbono-carbono ni
carbono-hidrógeno son inorgánicos.
Los elementos esenciales para la vida (C, H, O, etc.) están presentes en el aire, el agua y
los minerales, en forma de moléculas relativamente simples.
En cambio, los organismos vivos están organizados en moléculas orgánicas muy
complejas.
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
CONSIDERACIONES ENERGÉTICAS
ELEMENTOS, VIDA Y ENERGÍA
30/09/2013
Materia. Es cualquier cosa que ocupa un lugar en el espacio y
posee masa.
La Energía. Es la capacidad de mover materia.
Energía
Energía Cinética
Energía Potencial
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
30/09/2013
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
CONSIDERACIONES ENERGÉTICAS
ELEMENTOS, VIDA Y ENERGÍA
La energía cinética. Es energía en acción o movimiento. Ej.: LA luz, el
calor y el movimiento físico.
La energía potencial es energía almacenada.
La caloría, se define como el calor requerido para elevar la
temperatura de un gramo de agua un grado centígrado.
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
Energía potencial se transforma en cinética
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
LEYES DE LA ENERGÍA
ELEMENTOS, VIDA Y ENERGÍA
• Ley de la conservación de la energía: La energía no se crea ni
se destruye, sólo se transforma.
• Segunda ley de la termodinámica: Cualquier conversión
energética terminará con menos energía de la que tenía al
comenzar.
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
CAMBIOS DE MATERIA Y ENERGÍA EN ORGANISMOS Y
ECOSISTEMAS
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
6CO2 + 6H2O
C6H12O6 + 6O2
ENERGIA SOLAR
ELEVADA ENERGIA POTENCIAL!!
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O
RESPIRACIÓN CELULAR
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
Principios del funcionamiento
de los ecosistemas
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
PRINCIPIOS DEL FUNCIONAMIENTO DE LOS ECOSISTEMAS
LOS CICLOS DE LOS NUTRIENTES
Ciclo del Carbono
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
PRINCIPIOS DEL FUNCIONAMIENTO DE LOS ECOSISTEMAS
LOS CICLOS DE LOS NUTRIENTES
Ciclo del Fosforo
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
PRINCIPIOS DEL FUNCIONAMIENTO DE LOS ECOSISTEMAS
LOS CICLOS DE LOS NUTRIENTES
Ciclo del Nitrógeno
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
PRINCIPIOS DEL FUNCIONAMIENTO DE LOS ECOSISTEMAS
LOS CICLOS DE LOS NUTRIENTES
Las bacterias que viven
en los nódulos de las
raíces convierten el
nitrógeno de la
atmósfera en formas
que las plantas
puedan aprovechar.
Este proceso permite
que el nitrógeno se
transforme en
compuestos necesarios
para la vida.
EL CICLO DEL NITRÓGENO
Fijación del nitrógeno
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
Implicaciones para el Hombre
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
Primer principio básico de la sostenibilidad de los ecosistemas:
Para su sostenibilidad, los ecosistemas reciclan todos los
elementos de modo que se libran de los desechos y reponen los
nutrientes.
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
Segundo Principio básico de la sostenibilidad: Para su sostenibilidad,
los ecosistemas aprovechan la luz solar como fuente de energía.
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
IMPLICACIONES PARA EL HOMBRE
APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA SOLAR
El aprovechamiento de la luz del sol como fuente básica de
energía es fundamental para la sostenibilidad por dos razones:
No contamina
Es Inagotable
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
Tercer Principio básico de la sostenibilidad: Para la sostenibilidad, el
tamaño de las poblaciones de consumidores es tal que no hay
pastoreo excesivo ni otros consumos en exceso.
Universidad de Cartagena Capitulo 3. Funcionamiento de los ecosistemas
IMPLICACIONES PARA EL HOMBRE
Prevención del pastoreo excesivo
• El consumo no debe exceder la producción.
• Biomasa permanente: Parte, o población, que no es
consumida y que se mantiene intacta para continuar
la producción.