1. INTROCUCCIÓN
La biosfera es el conjunto formado por todos los seres vivos que habitan la Tierra. Desde un punto de vista termodinámico se le puede considerar un sistema abierto.
Un ecosistema es un sistema natural integrado por componentes vivos y no vivos que interactúan entre sí. La parte biótica de un ecosistema se denomina comunidad o biocenosis y la parte abiótica el biotopo.
La exosfera sería el ecosistema formado por todos los ecosistemas terrestres del que la biocenosis sería la biosfera.
Los biomas son los diferentes ecosistemas que hay en la Tierra.
2. RELACIONES TRÓFICAS
Un ecosistema podemos considerarlo como un sistema cerrado en el que hay entrada y salida de energía y un flujo contínuo de materia y energía a través de los componentes de su biocenosis. Las 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 mediante flechas los diferentes eslabones o niveles tróficos. Estos son: los productores, los consumidores y los descomponedores.
• Los productores constituyen el premier nivel trófico y son los organismos autótrofos, capaces de sintetizar materia orgánica a partir de materia inorgánica. Los principales son los organismos fotosintéticos que utilizan la energía lumínica para estas transformaciones. Los quimiosintéticos son los que utilizan la energía de la oxidación de materia inorgánica.
• Los consumidores son organismos heterótrofos que utilizan la materia orgánica para llevar a cabo sus funciones vitales. La energía la obtienen por oxidación de esta materia orgánica.
• Los descomponedores forman un tipo especial de organismos que se encargan de transformar la materia orgánica en sales minerales con lo que cierran el ciclo de la materia.
3. EL FLUJO DE ENERGÍA Y MATERIA EN LOS ECOSISTEMAS
Analizando las relaciones entre los componentes de un ecosistema se observa que entre ellos hay un flujo de materia y de energía debido a las relaciones tróficas que se establecen entre ellos. De acuerdo con estas relaciones diferenciamos los organismos productores, los consumidores y los descomponedores.
• EL FLUJO DE MATERIA
La materia fluye en los ecosistemas en el mismo orden que la energía, sitien aquí el flujo es cíclico. Los productores transforman la materia inorgánica en orgánica que posteriormente es utilizada por los consumidores. Por último los descomponedores transforman la materia orgánica en inorgánica. Esta materia inorgánica es la que toman los productores, cerrando el ciclo.
• EL FLUJO DE ENERGÍA
Los intercambios de energía en los ecosistemas se rigen por las leyes de la termodinámica:
• La primera ley dice que la energía no se crea ni se destruye sino que sólo se transforma. Por ello toda la energía química que poseen los seres vivos en el ecosistema procede de la energía solar que aprovechan las planta en la fotosíntesis.
• En todo intercambio de energía hay una parte que se transforma en energía calorífica poco útil, dicho de otro modo en todo intercambio de energía hay un aumento de la entropía. Ello es una de las razones que explica que el paso de un nivel trófico a otro solo se paroveche un 10 % de la energía inicial.
El flujo de energía se inicia en los productores que transforman la energía luminosa de la luz en energía química a través del proceso de la fotosíntesis. Parte de esta energía química queda almacenada en las biomoléculas que componen los productores y otra parte es utilizada en la respiración. Los consumidores toman estas biomoléculas a través de la nutrición. De nuevo los consumidores almacenarán parte de esta energía en las biomoléculas que sintetizan y otra la consumen en la respiración. Finalmente los descomponedores transforman la energía contenida en los restos de seres vivos en materia inorgánica gastando con ello el resto de energía que inicialmente habían introducido en el ecosistema los productores. Por ello se dice que el flujo de energía es unidireccional.
4. PARÁMETROS TRÓFICOS
• La biomasa. Es la cantidad en peso de materia orgánica viva o muerta de cualquier nivel trófico o de cualquier ecosistema. Se mide en kilogramos aunque frecuentemente se expresa en unidades de energía (un gramo de materia orgánica equivale a 4 o 5 kilocalorías). Suele hacerse referencia a la cantidad de biomasa por unidad de superficie o volumen. gC/cm2, kgC/m2, etc.
• La producción es la cantidad de energía que fluye por cada nivel trófico. Se expresa en gC/m2 .día. , kcal,/ha . año, julios o vatios y se puede cuantificar de diversos modos.
• Producción primaria que es la energía fijada por los productores.
• Producción secundaria que es la energía fijada por el resto de los niveles tróficos.
• Producción bruta (Pb) cantidad de energía fijada por unidad de tiempo.
• Producción neta (Pn) cantidad de energía almacenada en cada nivel por unidad de tiempo. Se obtiene restando a la producción bruta la respiración.
• La productividad que es la relación entre la producción neta y la respiración. Indica la velocidad con la que se renueva un nivel trófico.
• El tiempo de renovación es la relación entre la biomasa y la producción neta. Nos informa del tiempo que tarda en renovarse un nivel trófico.
• La eficiencia representa el rendimiento de un nivel trófico o de un sistema y se calcula por el cociente entre salidas y entradas.
5. LAS PIRÁMIDES ECOLÓGICAS
Es una representación de los distintos niveles tróficos del ecosistema. Cada nivel trófico viene representado por una barra cuyo tamaño es proporcional a la cantidad de ese nivel trófico en el ecosistema. Diferenciamos las pirámides de energía, de biomasa y de números.
6. LOS FACTORES LIMITANTES
Liebig, en el siglo XIX, estableció que el crecimiento de una especie vegetal se ve limitado por un único elemento que se encuentra en cantidad inferior a la mínima necesaria, actuando como factor limitante. Los factores limitantes pueden ser factores como la luz, la temperatura o la humedad. También la concentración de elementos como fósforo, nitrógeno, calcio, potasio, etc.
La temperatura y la humedad se convierten en factores limitantes en las plantas. Estas muestran adaptaciones para disminuir el efecto negativo de la disminución de la humedad por el aumento de la temperatura (plantas C3 y C4)
7. LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
El flujo de materia lo podemos concretar en los diferentes ciclos biogeoquímicos como son :
- Ciclo del oxígeno.
- Ciclo del carbono.
- Ciclo del nitrógeno.
- Ciclo del fósforo.
- Ciclo del azufre.
APUNTES TEMA 4
jueves, 25 de octubre de 2012
lunes, 22 de octubre de 2012
TEMA 5
RELACIONES BIÓTICAS EN EL ECOSISTEMA
1. AUTORREGULACIÓN DEL ECOSISTEMA
Un ecosistema es un sistema capaz de regularse. Si consideramos un ecosistema en el que tan sólo existieran productores, su crecimiento dependería de la disponibilidad de recursos. Crecerían hasta que se agotasen decayendo el número de individuos y volviendo a aumentar posteriormente a medida que hubiera una recuperación de los recursos disponibles.
Si añadimos un segundo nivel trófico, los hebívoros, estos impedirán que los productores lleguen a agotar los recursos, ya que su número disminuirá por la acción de los herbívoros. Si añadimos un tercer nivel, los carnívoros, controlarán a los herbívoros e indirectamente a los productores.
El resultado es que el ecosistema muestra unas variaciones menos drásticas en el número de individuos porque cada población controla a aquellas de las que se alimenta.
2. POBLACIONES Y DINÁMICA DE POBLACIONES
Definimos una población como el conjunto de individuos de la misma especie que viven en un lugar determinado y que se reproducen entre sí. El crecimiento de las poblaciones viene determinado por las tasas de natalidad (TN) y de mortalidad (TM), principalmente, de acuerdo con la siguiente expresión:
Nt+1 = Nt (1 + r)
En donde “r” se denomina potencial biótico que es la (TN – TM).
Cuando sea r > 0 la población crecerá.
Si es r < 0 la población disminuirá.
Cuando sea r = 0 la población estará en una situación estable.
Las poblaciones no crecen indefinidamente sino que llega un momento en el que debido a la limitación de espacio, nutrientes, etc, la población alcanza el máximo valor de individuos que puede soportar el ecosistema. A este límite los denominamos “límite de carga” K. La expresión matemática que incorpora el límite de carga al crecimiento de una población quedaría:
Nt+1 = Nt (1 + r*(k- Nt /k))
Al conjunto de factores que impiden que la población continúe creciendo indefinidamente y que determina un límite en el crecimiento se denomina “resistencia ambiental”. La resistencia ambiental puede ser debida a factores externos a la población o internos.
Factores externos: factores bióticos como la presencia de depredadores, enfermedades, competencia interespecífica y factores abióticos como cambios de clima, escasez de alimentos, modificiaciones del habitat, escasez de agua, etc.
Los factores internos como la densidad de la población que afecta negativamente a los hábitos reproductores.
Dependiendo del potencial biótico de las poblaciones se pueden diferenciar dos tipos de especies.
Los estrategas de la r que son organismos con un potencial biótico elevado. Son organismos que tienen muchas crías, que no son cuidadas por lo que la tasa de mortalidad durante la etapa juvenil es muy elevada. Son organismos de pequeño tamaño que si las condiciones son buenas aumentan rápidamente la población. Son los organismos que denominamos oportunistas y causan las plagas.
Los estrategas de la K son organismos son un potencial biótico bajo. Tienen pocas crías que cuidan y una gran parte sobrevive. Son organismos de gran tamaño, y dan estabilidad a los ecosistemas.
• VALENCIA ECOLÓGICA Y LÍMITE DE TOLERANCIA
Las relaciones intraespecíficas determinan los agrupamientos de los individuos:
- Familias y clanes
- Colonias
- Sociedades
También ocasiona la competencia que puede ser por la comida, el territorio, el apareamiento.
Las relaciones interespecíficas
- Comensalismo: una especie se aprovecha del sobrande de la comida y otros productos de otra especia. Es una relación (+, 0).
- Tanatocresis: una especie obtiene un beneficio de otra de la que utiliza los cadáveres, piezas esqueléticas, excrementos, etc. pero no para comerlos sino para otros usos. Es una relación (+, 0).
- Foresia: una especie de menor tamaño se aprovecha de otra que la transporta. Es una relación (+, 0).
- Mutualismo: normalmente es una asociación trófica en la que los dos organismos salen beneficiados. Animales que se alimentan de los parásitos de otros. Es una relación (+, +).
- Simbiosis: se da cuando la asociación es permanente constituyendo ambos organismos un todo orgánico. Es una relación (+, +).
- Parasitismo: uno de los organismos (parásito), que normalmente es más pequeño que el otro (huésped), del que se alimenta y le causa un perjuicio, aunque no la muerte. Pueden ser ectoparásitos o endoparásitos. Es una relación (+, -).
- Depredación: uno de los individuos (depredador) mata al otro (presa) para alimentarse. Es una relación (+, -).
-
RELACIONES ABIÓTICAS EN LOS ECOSISTEMAS
El biotopo de un ecosistema viene determinado por la temperatura, humedad, salinidad, luminosidad, etc. Estos factores influyen sobre los seres vivos de modo que estos muestran una serie de adaptaciones a estas condiciones ambientales.
LOS BIOMAS
En la biosfera podemos diferenciar grandes ecosistemas que se ocupan amplias superficies en la Tierra y que se corresponden con las grandes zonas climáticas: son los biomas. Diferenciamos a su vez los biomas terrestres, dulceacuícolas, de interfase y por último los marinos.
1. AUTORREGULACIÓN DEL ECOSISTEMA
Un ecosistema es un sistema capaz de regularse. Si consideramos un ecosistema en el que tan sólo existieran productores, su crecimiento dependería de la disponibilidad de recursos. Crecerían hasta que se agotasen decayendo el número de individuos y volviendo a aumentar posteriormente a medida que hubiera una recuperación de los recursos disponibles.
Si añadimos un segundo nivel trófico, los hebívoros, estos impedirán que los productores lleguen a agotar los recursos, ya que su número disminuirá por la acción de los herbívoros. Si añadimos un tercer nivel, los carnívoros, controlarán a los herbívoros e indirectamente a los productores.
El resultado es que el ecosistema muestra unas variaciones menos drásticas en el número de individuos porque cada población controla a aquellas de las que se alimenta.
2. POBLACIONES Y DINÁMICA DE POBLACIONES
Definimos una población como el conjunto de individuos de la misma especie que viven en un lugar determinado y que se reproducen entre sí. El crecimiento de las poblaciones viene determinado por las tasas de natalidad (TN) y de mortalidad (TM), principalmente, de acuerdo con la siguiente expresión:
Nt+1 = Nt (1 + r)
En donde “r” se denomina potencial biótico que es la (TN – TM).
Cuando sea r > 0 la población crecerá.
Si es r < 0 la población disminuirá.
Cuando sea r = 0 la población estará en una situación estable.
Las poblaciones no crecen indefinidamente sino que llega un momento en el que debido a la limitación de espacio, nutrientes, etc, la población alcanza el máximo valor de individuos que puede soportar el ecosistema. A este límite los denominamos “límite de carga” K. La expresión matemática que incorpora el límite de carga al crecimiento de una población quedaría:
Nt+1 = Nt (1 + r*(k- Nt /k))
Al conjunto de factores que impiden que la población continúe creciendo indefinidamente y que determina un límite en el crecimiento se denomina “resistencia ambiental”. La resistencia ambiental puede ser debida a factores externos a la población o internos.
Factores externos: factores bióticos como la presencia de depredadores, enfermedades, competencia interespecífica y factores abióticos como cambios de clima, escasez de alimentos, modificiaciones del habitat, escasez de agua, etc.
Los factores internos como la densidad de la población que afecta negativamente a los hábitos reproductores.
Dependiendo del potencial biótico de las poblaciones se pueden diferenciar dos tipos de especies.
Los estrategas de la r que son organismos con un potencial biótico elevado. Son organismos que tienen muchas crías, que no son cuidadas por lo que la tasa de mortalidad durante la etapa juvenil es muy elevada. Son organismos de pequeño tamaño que si las condiciones son buenas aumentan rápidamente la población. Son los organismos que denominamos oportunistas y causan las plagas.
Los estrategas de la K son organismos son un potencial biótico bajo. Tienen pocas crías que cuidan y una gran parte sobrevive. Son organismos de gran tamaño, y dan estabilidad a los ecosistemas.
• VALENCIA ECOLÓGICA Y LÍMITE DE TOLERANCIA
Las relaciones intraespecíficas determinan los agrupamientos de los individuos:
- Familias y clanes
- Colonias
- Sociedades
También ocasiona la competencia que puede ser por la comida, el territorio, el apareamiento.
Las relaciones interespecíficas
- Comensalismo: una especie se aprovecha del sobrande de la comida y otros productos de otra especia. Es una relación (+, 0).
- Tanatocresis: una especie obtiene un beneficio de otra de la que utiliza los cadáveres, piezas esqueléticas, excrementos, etc. pero no para comerlos sino para otros usos. Es una relación (+, 0).
- Foresia: una especie de menor tamaño se aprovecha de otra que la transporta. Es una relación (+, 0).
- Mutualismo: normalmente es una asociación trófica en la que los dos organismos salen beneficiados. Animales que se alimentan de los parásitos de otros. Es una relación (+, +).
- Simbiosis: se da cuando la asociación es permanente constituyendo ambos organismos un todo orgánico. Es una relación (+, +).
- Parasitismo: uno de los organismos (parásito), que normalmente es más pequeño que el otro (huésped), del que se alimenta y le causa un perjuicio, aunque no la muerte. Pueden ser ectoparásitos o endoparásitos. Es una relación (+, -).
- Depredación: uno de los individuos (depredador) mata al otro (presa) para alimentarse. Es una relación (+, -).
-
RELACIONES ABIÓTICAS EN LOS ECOSISTEMAS
El biotopo de un ecosistema viene determinado por la temperatura, humedad, salinidad, luminosidad, etc. Estos factores influyen sobre los seres vivos de modo que estos muestran una serie de adaptaciones a estas condiciones ambientales.
LOS BIOMAS
En la biosfera podemos diferenciar grandes ecosistemas que se ocupan amplias superficies en la Tierra y que se corresponden con las grandes zonas climáticas: son los biomas. Diferenciamos a su vez los biomas terrestres, dulceacuícolas, de interfase y por último los marinos.
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