Energía en el ecosistema Créditos Autoría de la presentación en Power Point: Juan Ignacio Noriega Iglesias Texto (con modificaciones) e imágenes procedentes de: Biología y Geología – Proyecto ECOSFERA – 4ESO Autores: Emilio Pedrinaci Rodríguez, Concha Gil Soriano. Editorial: SM Madrid, 2003 ISBN 84-348-9275-8 El resto de las imágenes procede de diversas fuentes en Internet.

La energía en el ecosistema Relaciones alimentarias Niveles tróficos: Productores, consumidores, descomponedores El ecosistema concebido como un flujo de materia y energía Parte del flujo de materia y energía se plasma en las relaciones tróficas entre los niveles tróficos PRODUCTORES Autótrofos fotosintéticos que utilizan luz como fuente de energía y CO2 como fuente de C CARNÍVOROS II Heterótrofos Se nutren de los carnívoros I HERBÍVOROS Heterótrofos que se nutren de la materia orgánica fabricada por los Productores DESCOMPONEDORES Heterótrofos – Se nutren de detritos (hongos, bacterias) CARNÍVOROS I Heterótrofos - Se nutren de los herbívoros DETRITÍVOROS

La energía en el ecosistema Relaciones alimentarias Cadenas y redes tróficas (I) NIVELES TRÓFICOS PRODUCTORES HERBÍVOROS CARNÍVOROS I CARNÍVOROS II Consumidores primarios Consumidores secundarios Consumidores terciarios

La energía en el ecosistema Relaciones alimentarias Cadenas y redes tróficas (II) CIII CIII CII CII X CI CII X CI CII P CI P

Red trófica simplificada La energía en el ecosistema Relaciones alimentarias Cadenas y redes tróficas (III) Red trófica simplificada

La energía en el ecosistema Transferencia de energía en una cadena trófica Pérdidas por calor en respiración Energía luminosa Incremento biomasa aprovechable por herbívoros (10%) Energía química (glucosa) 1% de energía luminosa Restos no aprovechables por el nivel trófico siguiente

Flujo de materia: cerrado •••••• Flujo de energía: abierto La energía en el ecosistema Flujo de materia y energía en el ecosistema (I) Pérdida de energía 10% 10% 10% Na, K, Mg, Ca, Sulfatos, nitratos, fosfatos Humus edáfico Flujo de materia: cerrado •••••• Flujo de energía: abierto

La energía en el ecosistema Flujo de materia y energía en el ecosistema (II) Pérdidas de energía por respiración Pérdida de energía por reflexión e ineficacia fotosintética Pérdidas de energía y de materia hacia los descomponedores ¿Son todas las flechas del mismo ancho? Flujo de energía en la biocenosis. Tamaños de los recuadros, anchura de flechas y cifras de unidades de energía (u. e.) sugieren el modelo general de flujo energético.

Flujo de energía en Silver Springs, Florida, en Kcal/m2/año La energía en el ecosistema Flujo de materia y energía en el ecosistema (III) Pérdidas debidas a la respiración de autótrofos y heterótrofos en forma de calor Flujo de energía en Silver Springs, Florida, en Kcal/m2/año

La energía en el ecosistema ¿Cómo se mide la energía en el ecosistema La energía en el ecosistema ¿Cómo se mide la energía en el ecosistema? (I) BIOMASA Cantidad de materia orgánica que compone un ser vivo, una población, un nivel trófico o una biocenosis Expresable como kg/m2, t/ha, kj/m2, kcal/m2, g de C/L, etc. (1 j = 0,24 cal) PRODUCCIÓN Incremento de biomasa por unidad de tiempo en un ser vivo, una población, un nivel trófico o una biocenosis Expresable como kg/m2/año, kj/m2/año, kcal/m2/año, g de C/L/año Producción Primaria Bruta (PPB): Incremento de biomasa (nuevas hojas, más raíces, flores, etc.) en los productores debida a la fotosíntesis Producción Primaria Neta (PPN): Incremento de biomasa en productores en un determinado tiempo, resultante de restar a la PPB lo consumido por los propios productores en respiración (R) (parte de la glucosa sintetizada se consume): PPB – R = PPN Producción Secundaria Neta (PSN): Incremento de biomasa en un determinado tiempo en los diferentes niveles de consumidores. Resultante de restar a la biomasa ingerida (la disponible como PPN del nivel trófico anterior) la consumida por respiración (glucolisis u otros procesos) y la no aprovechada (desechos) Producción neta de un ecosistema (PNE): Incremento de biomasa que ha tenido lugar en un ecosistema en un determinado tiempo debida a la fotosíntesis tras restarle todo lo consumido por la respiración de todos los niveles tróficos

La energía en el ecosistema ¿Cómo se mide la energía en el ecosistema La energía en el ecosistema ¿Cómo se mide la energía en el ecosistema? (II) En la siguiente tabla aparecen datos de la producción de dos ecosistemas: un campo de cultivo (baja diversidad específica y alto estrés) y un bosque ecuatorial (alta diversidad específica, bajo estrés) A) Compáralos y justifica las diferencias B) ¿Qué pasaría si en un ecosistema la PNE fuese negativa? Campo de cultivo (kcal/m2/año) Bosque ecuatorial (kcal/m2/año) PPB (producción primaria bruta) 54,2 100 RA (respiración de los productores) 20,1 71,1 PPN (producción primaria neta) 34 28,8 RH (respiración resto niveles tróficos) 1,8 PNE (producción neta del ecosistema) 32,2 RH = Respiración de heterótrofos RA = Respiración de autótrofos PPN = PPB - RA PNE = PPN - RH

La energía en el ecosistema Pirámides ecológicas (I) Forma de representación de cada uno de los niveles tróficos en función de la variable estudiada (producción, biomasa, números) Los descomponedores, a veces, se representan mediante un rectángulo perpendicular al de los productores y apoyado en éste Cada nivel trófico está representado por un rectángulo (o paralelepípedo, si 3D) El resto de los pisos representa al resto de los niveles tróficos Todas las alturas de los rectángulos son iguales En la base se sitúan los productores El ancho del rectángulo es proporcional al valor de la variable estudiada (en este caso, biomasa) Pirámide de biomasa en los Silver Springs (Florida), surgencias de agua templada de temperatura constante

La energía en el ecosistema Pirámides ecológicas (II) El rectángulo que representa a los productores es siempre el mayor, indicando la cantidad de energía necesaria para sostener el resto de la biocenosis Pirámide de energía Las pirámides de biomasa o números pueden ser invertidas cuando los productores representan poca masa, pero tienen altas tasas de renovación de sus poblaciones, lo que garantiza un rendimiento fotosintético asegurado para el siguiente nivel trófico Pirámides de biomasa Productores con muy poca biomasa, pero altas tasas de renovación de sus poblaciones Muchos herbívoros, pero pocas encinas Las especies herbáceas son más pequeñas, pero mas numerosas Pirámides de números

La energía en el ecosistema Ciclos biogeoquímicos El ciclo del carbono Fermentación Ciclo petrogenético Plancton

La energía en el ecosistema Ciclos biogeoquímicos El ciclo del nitrógeno Rhizobium NO3-