Flujos de materia y energía

Ecosistema Consumidores Descomponedores Autótrofos componentes Heterótrofos Descomponedores Abiótico

CADENA TRÓFICA

Plantas Herbívoros Cadena trófica Red trófica Niveles tróficos Carnivoros Omnivoros Descomponedores Detritívoros

Red Trófica

Flujo de Energía

Producción del Ecosistema Producción primaria: Energía almacenada por las plantas. Producción primaria bruta( PPB): total de la energía que capta la planta durante la fotosíntesis. Parte de esta energía se gasta en la respiración (R) Producción Primaria Neta (PPN): energía que queda disponible luego del gasto que realiza la planta. PPN = PPB - R

Aspectos importantes Las cadenas tróficas describen en flujo de energía y materia a través de los ecosistemas. La energía fluye a través de los niveles tróficos. La energía disminuye en cada nivel trófico sucesivo. No toda la energía ingresada a un nivel trófico se transforma en producción.

Flujo de la materia en los Ecosistemas

Flujo de la materia en los Ecosistemas En los sistemas comunitarios la materia sigue las mismas vías por las cuales fluye la energía; sin embargo, a diferencia de esta, la materia o compuestos inorgánicos que componen la materia viva, fluyen en forma cíclica en el ecosistema. Ciclo biogeoquímico Movimiento cíclico de los elementos a través de un organismo (bio) y del ambiente (geo) experimentando un cambio químico

Micronutrientes (Mg, Fe, etc) Macronutrientes (C, H, N, etc) BIOGENÉSICOS Micronutrientes (Mg, Fe, etc) Macronutrientes (C, H, N, etc)

CICLO DEL CARBONO El carbono existe en forma de CO2 y representa el 0,03% del aire atmosférico. Está presente en el océano como carbonatos (HCO3) y en rocas, como la caliza.

Elementos del ciclo del carbono El carbono está almacenado en el aire, en el agua y en el suelo en forma de un gas (CO2) Las plantas juegan el rol más importante (Fotosíntesis) Los animales herbívoros se alimentan de las plantas y usan los compuestos orgánicos para vivir y formar su propia materia. Los animales carnívoros toman la materia de otros animales por la alimentación. La descomposición de las plantas y de los animales al morir restituye el carbono al medio en forma de CO2 y materia orgánica

El CO2 de los organismos muertos al ser descompuestos vuelven a la atmósfera por la acción de los descomponedores CICLO DEL CARBONO Las animales al respirar devuelven CO2 a la atmósfera Las plantas toman el CO2 y por medio de la fotosíntesis, éste pasa a formar parte de su estructura La quema de combustibles, de árboles, las erupciones vulcánicas, etc. devuelve el CO2 a la atmósfera. Este carbono pasa a los animales por medio de las cadenas tróficas. Lo mismo ocurre con las algas, peces y suelo marino, sólo que el CO2 queda en burbujas en el agua. Los restos que no son descompuestos, bajo condiciones especiales forman en la tierra carbono, gas natural o petróleo.

Transferencia de energía Es devuelto a la atmósfera como CO2 mediante la respiración Se deriva hacia el medio acuático, donde puede quedar como sedimentos orgánicos, o combinarse con las aguas para producir carbonatos y bicarbonatos En su acumulación en las zonas húmedas genera turba, resultado de una descomposición incompleta, lo que da lugar a la formación de depósitos de combustibles fósiles como petróleo, carbón y gas natural Los descomponedores completan el ciclo de carbono ya que llevan a cabo el proceso de mineralizar y descomponer los restos orgánicos como cadáveres, excrementos, etc

Un 3% la materia orgánica muerta en los bosques. https://www.youtube.com/watch?v=u6dhBw_f7Oc ¿Cómo se distribuye el carbono? Los océanos contienen el 71% de los recursos del carbono de la tierra en forma de carbonato y bicarbonatos. Un 3% el fitoplancton. Un 3% la materia orgánica muerta en los bosques. Un 22% se encuentra en forma de combustibles fósiles y depósitos de caliza. Un 1% en la fotosíntesis

CICLO DEL NITRÓGENO Pasos: 1.- Fijación del nitrógeno 2.- Nitrificación 3.- Asimilación 4.- Amonificación 5.- Desnitrificación

1.- Fijación del Nitrógeno Convierte el nitrógeno gaseoso (N2) en amoniaco (NH3) y nitrato (NO3) quedando atrapado en moléculas utilizables. También se fija por combustión, descargas eléctricas, vulcanismo y procesos industriales. La fijación es realizada en su mayoría por las bacterias y cianobacterias, como resultado producen amoniaco.

Tipos de bacterias fijadoras de nitrógeno Simbióticas: Pertenecen a este grupo las bacterias del género Rhizobium, estas infectan la raíz de las plantas y se genera un nódulo q permite el crecimiento de las bacterias. Se forma una relación mutualista, en la cual la bacteria le entrega amoniaco y aminoácidos a la planta y esta le da carbohidratos. Independientes: Las bacterias son del grupo de las Azotobacter (aerobias) y Clostridios (anaerobias). Ambos realizan la fermentación de los aminoácidos obteniendo amoniaco.

2.- NITRIFICACIÓN Es la conversión de amoniaco a nitrato y es realizada por bacterias de la familia Nitrosomonas y Nitrococcus, convirtiendo el amoniaco en nitrito, después la Nitrobacter oxida el nitrito a nitrato.

3.- Asimilación Las raíces de las plantas absorben el nitrato o el amoniaco que se formaron por fijación o nitrificación, incorporando el nitrógeno en las moléculas de proteínas y ácidos nucleicos.

4.- AMONIFICACÍÓN Las bacterias amonificantes transforman los compuestos orgánicos (aminoácidos) en amoniaco. El amoniaco entra al ciclo del nitrógeno y queda disponible . La amonificación es parte de los mecanismos de descomposición de los restos de organismos muertos y desechos animales.

5.- Desnitrificación Es la reducción del nitrato a nitrógeno gaseoso. Las bacterias desnitrificantes (anaerobias) son las que realizan este proceso. Devuelven el nitrógeno en forma de gas a la atmósfera.

Hay bacterias que pueden transformar el N2 en una molécula utilizable por las plantas. Algunas de estas bacterias están libres en el suelo, otras (Rhizobium) viven asociadas a las leguminosas.  Fijar nitrógeno Ciclo del Nitrógeno El 78% del aire está formado por N, pero este no puede ser utilizado por los seres vivos, así que tiene que ser transformado. Por medio de la cadena alimentaria el N pasa a los animales Por medio de la descomposición de animales muertos o sus fecas, el N vuelve al suelo en forma de detritos. Otra parte es desintegrada por bacterias y se devuelve a la atmósfera como gas. Parte de los nitratos son reutilizados por las plantas Algunas fabricas producen fertilizantes, los cuales están hechos de amoniaco y nitratos, los cuales son utilizados por las plantas. Los detritos son transformados por las bacterias descomponedoras en nitratos.

Ciclo del fósforo No existe en estado gaseoso. Sus depósitos corresponden a sedimentos oceánicos. Su proceso de liberación es muy lento. La erosión de las rocas fosfatadas permiten la liberación.

Los animales lo obtienen a través de los alimentos que consumen. Erosión de las rocas fosfatadas permiten que las plantas lo absorban en sus raíces Las plantas lo incorporan a sus células en diferentes formas de moléculas como el ADN. Los animales lo obtienen a través de los alimentos que consumen. El fósforo circula en la medida que los seres vivos se comen unos con otros y luego se desprende como fosfato inorgánico por acción de los descomponedores. En las comunidades acuáticas el fósforo ingresa a través de algas y plantas que sirven de alimento a peces, moluscos y crustáceos. Estos a su vez son consumidos por aves marinas que defecan sobre las rocas dejando depósitos ricos en fosfatos y nitratos. Y estos pueden volver a ser absorbidos por las plantas. Etapas

Ciclo del azufre El azufre se encuentra en forma nativa en regiones volcánicas. Es un elemento químico esencial para todos los organismos y necesario para muchos aminoácidos y, por consiguiente, también para las proteínas. El azufre, como sulfato, es aprovechado e incorporado por los vegetales para realizar sus funciones vitales. Los consumidores primarios adquieren el azufre cuando se alimentan de estas plantas. El azufre puede llegar a la atmósfera como sulfuro de hidrógeno (H2S) o dióxido de azufre (SO2), ambos gases provenientes de volcanes activos y por la descomposición de la materia orgánica. Cuando en la atmósfera se combinan compuestos del azufre con el agua, se forma ácido sulfúrico (H2SO4) y al precipitarse lo hace como lluvia ácida.

Transpiración: evaporación del agua a la atmósfera Ciclo del agua Condensación: el agua en forma de gas sube a la atmósfera, se enfría y se transforma en gotas, formando las nubes. Precipitación: las nubes acumulan muchas gotas de agua, se saturan y vuelven a la tierra como lluvia. Solidificación: el ambiente con baja temperatura, el agua contenida en las nubes se solidifica y baja en forma de granizos o nieve. Escorrentía: el agua que precipita o cae como granizo pasa a formar parte del agua superficial hasta llegar a los ríos y océanos. Percolación: agua que ha sido absorbida por el suelo formando las napas subterráneas. Transpiración: evaporación del agua a la atmósfera Evaporación: el ciclo parte con la evaporación de las aguas superficiales de ríos, lagos y océanos.

Ciclo del agua

Ciclo del carbono y oxígeno Fotosíntesis: los autótrofos utilizan el CO2 para sintetizar glucosa y liberan O2 Cadenas tróficas: EL C captado por los autótrofos pasa a formar parte de los tejidos a través de la fotosíntesis. Los consumidores al alimentarse de los productores indirectamente obtienen este elemento, C. Respiración Celular: los seres vivos aerobios utilizan el O2 y la glucosa para obtener energía. El producto de esta reacción corresponde al CO2 que es devuelto al ambiente. Descomposición: por la acción de los descomponedores una parte de este CO2 es devuelto a la atmósfera y la otra queda depositado en el suelo. Combustión: es otra forma de devolver el CO2 al ambiente , en este caso el oxígeno actúa como reactante y el CO2 como producto . La combustión se produce en incendios forestales, uso del petróleo y gas y erupciones volcánicas.

Ciclo del carbono y del oxígeno

Pirámides tróficas   Representaciones gráficas de la estructura comunitaria en términos del número de individuos, de la biomasa y energía.    

1.- En toda trama alimentaria la masa total de los organismos de cada nivel trófico disminuye progresivamente desde los productores a los consumidores, estableciendo la pirámide de la biomasa.

2.- En toda trama alimentaria la energía total de los organismos de cada nivel trófico disminuye en forma progresiva, constituyendo la pirámide de la energía.

3.- En toda trama alimentaria el número de individuos de cada nivel trófico disminuye progresivamente desde los productores a los consumidores, constituyendo la pirámide de números.

4.- Mientras más larga es una cadena trófica, menos eficiente es en cuanto a energía utilizable debido a que la pérdida de energía es mayor.