Opción C Ecología y conservación: C.2 Comunidades y ecosistemas

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1 Opción C Ecología y conservación: C.2 Comunidades y ecosistemas

2 La energía fluye a través del ecosistema
La luz solar es el recurso inicial de energía para la gran mayoría de comunidades, pues la base de la cadena alimenticia son los organismos productores que capturan esa energía por la fotosíntesis. La energía fluye de un organismo a otro en la cadena alimenticia. Solo la energía química puede ser usada por organismos del siguiente nivel trófico. Típicamente, solo puede usarse un 10 a 20% de la energía proveniente del anterior nivel.

3 Red trófica ¿Hacia donde fluye la energía?

4 Cadenas tróficas Muchas especies ocupan distintos niveles tróficos en distintas cadenas tróficas. Una red trófica intenta mostrar todas las posibles cadenas alimenticias existentes en una comunidad.

5 Pirámide energética Una pirámide de energía muestra dónde se encuentra la energía disponible en un ecosistema. La mayor cantidad de energía se encuentra en las plantas (productores); Las menores cantidades están en los niveles superiores de consumidores, y por tanto las barras son más delgadas.

6 Pirámide de energía Las pirámides de energía son usadas para mostrar qué tan rápido fluye la energía de un nivel trófico al siguiente en una comunidad. Las unidades usadas son: energía por unidad de área y por unidad de tiempo (kilojulios por metro cuadrado por año) Ej: 400 KJ m-2 y-1

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8 Energía y nutrientes En un ecosistema la energía entra como luz, es convertida en energía química por los productores y transferida a los consumidores en varios niveles tróficos. La mayor parte de esa energía se “pierde” como calor. Solo entre el 5 y 20% de la energía del sol es atrapada por las plantas y transferida a los consumidores primarios. Y se pierde igual energía al pasar a los otros niveles tróficos.

9 La energía fluye a través del ecosistema
¿Adónde es atrapada la energía del sol por la planta?.....en los glúcidos y demás compuestos orgánicos del vegetal. Del 80 al 95% de esa energía es usada por la planta su mantenimiento, reproducción y también se pierde como calor. Por eso solo del 5 al 20% es utilizado por los consumidores. Eso puede explicar por qué una libra de maíz es más barata que una libra de carne.

10 La energía fluye a través del ecosistema: el porcentaje de la energía ingerida convertida en biomasa depende de la tasa de respiración. El porcentaje de la energía ingerida convertida en biomasa depende de la tasa de respiración. Producción bruta: cantidad total de energía atrapada en la materia orgánica producida por las plantas por área por tiempo en kilojulios. Producción neta: es la producción bruta menos la energía perdida en la respiración. Biomasa: es el peso seco de los organismos medidos en g m-2 año-1

11 Calcule los valores de producción bruta y producción neta usando la siguiente ecuación:
producción bruta – respiración= producción neta. PB – R = PN

12 Pirámide de energía en una comunidad acuática
Pirámide de energía en una comunidad acuática. En ocre, producción neta de cada nivel; en azul, respiración; la suma, a la izquierda, es la energía asimilada.

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14 La productividad (biomasa) es más eficiente en los niveles bajos de la pirámide

15 Índice de conversión de alimentos en biomasa.
Los poiquilotermos son animales “de sangre fría” (temperatura corporal variable, la regulan con el medio ambiente). Son muy eficaces en la producción de proteínas, y tienen un alto índice de conversión de alimentos en biomasa. Los homeotermos son animales “de sangre caliente” que regulan su propia temperatura corporal, tienen un menor índice de conversión de alimentos en biomasa.

16 Índice de conversión de alimentos en biomasa.
Aplicación en producción animal: Al constituir el alimento entre el 70 y 90 % de los costos directos, la cantidad consumida por kilogramo de producción ó eficiencia de conversión alimenticia (ECA), es una de las principales variables que determinan el resultado económico en los engordes de bovinos.

17 Aplicación: La relación de conversión en practicas sustentables de producción de alimentos
Conversión de energía Mide la productividad de diferentes métodos de producción de proteínas, esta medida demuestra la cantidad de kilogramos necesarios para incrementar el peso de un animal vivo en 1 kilo.

18 Huella de carbono Huella de Carbono
La huella de carbono mide las emisiones totales de gases de efecto invernadero causadas directa o indirectamente por la producción de un producto. La huella de carbono se mide en kilogramos ( kg ) de dióxido de carbono equivalente ( kgCO2e ) por kg parte comestible del producto.

19 Pirámides de biomasa Su forma es similar a las pirámides de energía.
Los consumidores de cada nivel tienen una población menor. Los predadores son menos y más grandes que las presas

20 Pirámides de biomasa Estas pirámides reflejan la masa presente en un momento dado; de aquí, la relación aparentemente paradójica entre el fitoplancton y el zooplancton. Dado que la tasa de crecimiento de la población de fitoplancton es mucho más alta que la de la población de zooplancton, una pequeña biomasa de fitoplancton puede suministrar alimento para una biomasa mayor de zooplancton.

21 Discuta las dificultades de clasificar los organismos en niveles tróficos.

22 Explique la reducida biomasa y bajo número de organismos en los niveles tróficos superiores.

23 Construya una pirámide de energía a partir de la información dada
Construya una pirámide de energía a partir de la información dada. Las unidades son kJ m–2 año–1. nivel trófico flujo de energía kJ m-2 año-1 productores 20,810 consumidores primarios 3368 consumidores secundarios 383 consumidores terciarios 21

24 Sucesión ecológica La sucesión ecológica es el cambio de los factores bióticos y abióticos que se da en un ecosistema a través del tiempo. Distinga entre sucesión primaria y secundaria, usando un ejemplo de cada tipo. Sucesión primaria: inicia cuando las plantas empiezan a crecer en un área que ha sido devastada. Por ejemplo, después de una erupción volcánica. Son plantas “pioneras” que van poco a poco descomponiendo la roca y formando suelo. Luego aparecen plantas que pueden germinar en ese suelo y animales. La comunidad de una sucesión primaria suele ser de baja biomasa y producción. Líquenes y musgos son plantas pioneras.

25 El tipo de ecosistema estable que emergerá en un área puede predecirse en base al clima: Principalmente por la temperatura y la precipitación.

26 Sucesión ecológica VIDEO:

27 Concepto de sucesión ecológica
La sucesión ecológica es un proceso de cambio en los ecosistemas que tiene lugar en el tiempo, y que podemos observar tanto en el tiempo como en el espacio. Supone la sustitución de unas comunidades de especies por otras, de manera que con el transcurso del tiempo el ecosistema se va volviendo más complejo, aumentan los tipos de interacciones, y también suele aumentar la diversidad de organismos.

28 Sucesión primaria La sucesión primaria es aquella que comienza en un hábitat totalmente inhóspito, sin suelo y sin banco de semillas. El banco de semillas es el conjunto de semillas acumuladas en el suelo en estado latente. Ejemplos de situaciones en las que se dan esas condiciones inhóspitas son los hábitats de sustrato enteramente rocoso, cuando un volcán submarino crea una nueva isla, cuando una erupción volcánica destruye todo lo que había previamente en un lugar y deja roca al solidificarse la lava.

29 Sucesión primaria

30 Sucesión secundaria Sucesión secundaria: es cuando un nuevo grupo de organismos sustituye a la comunidad formada en la sucesión primaria, debido a un evento natural o artificial (por ejemplo, un incendio). Es una recolonización. Es más rápida, pues ya hay suelo formado.

31 sucesión secundaria

32 Distinga entre bioma y biósfera.
Biósfera: es el conjunto de organismos del planeta.....todas las zonas donde viven se consideran partes de la biósfera. Biomas: son las divisiones de la biósfera...cada bioma se define por su vegetación y la estructura de su comunidad.

33 Las lluvias y las temperaturas afectan la distribución de los biomas.
Un climograma ilustra la interacción entre estos dos factores.

34 Características de los 7 biomas fundamentales.
Limitar la descripción a la temperatura, la humedad y las características de la vegetación. Climograma:

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36 3. arbustos (chaparral, matorral)
Los 7 biomas fundamentales dependen principalmente de los factores temperatura y agua: 1. desierto 2. pradera 3. arbustos (chaparral, matorral) 4. bosque templado caducifolio 5. selva pluvial 6. tundra. 7. taiga (bosque de coníferas)

37 Otras clasificaciones

38 Esquema de clasificación de zonas de vida de Holdridge La evapotranspiración potencial es la cantidad de evaporación que se produciría si el agua no estuviera limitada.

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41 Zonas de vida de Holdridge en El Salvador

42 Características de los 7 biomas fundamentales. Desierto
Temperatura: muy caliente, suelo a más de 60 grados C en el día. Humedad: baja precipitación, menos de 30 cm al año. Vegetación: cactos y malezas con tejidos adaptados a almacenamiento de agua y cutículas que reducen la pérdida de agua.

43 Desierto

44 Bioma desierto

45 Características de los 7 biomas fundamentales. Pradera
Temperaturas frías en invierno y calientes en verano. Sequías estacionales, fuegos ocasionales, humedad media. Pastos que retienen el suelo con raíces largas.

46 Praderas y chaparrales (grassland and shrubland)

47 Pradera

48 Temperaturas medias en invierno, y muy calientes en verano.
Características de los 7 biomas fundamentales. Arbustos (chaparral, matorral, sabana) Temperaturas medias en invierno, y muy calientes en verano. Inviernos lluviosos, y veranos secos. Matorrales leñosos que almacenan nutrientes en raíces que son resistentes al fuego. Las plantas rebrotan después de fuegos periódicos, y las semillas germinan solo después del fuego.

49 Arbustos (chaparral, matorral, sabana)

50 Sabana (Venezuela)

51 Muy caliente en verano, muy frío en invierno.
Características de los 7 biomas fundamentales. Bosque templado caducifolio Muy caliente en verano, muy frío en invierno. Alta precipitación durante el año. En invierno puede congelarse por tiempos cortos. Árboles caducifolios como los robles. en años calientes abundan las planta herbáceas

52 Bosque templado caducifolio

53 Bosque templado caducifolio

54 Características de los 7 biomas fundamentales. Selva pluvial
Muy caliente alta precipitación, mas de 250 cm por año. enorme diversidad de plantas. Bosque en galerías.

55 Selva pluvial (rainforest)

56 Selva pluvial (rainforest)

57 Características de los 7 biomas fundamentales. Tundra
La tundra es un bioma que se caracteriza por su subsuelo helado (permafrost), falta de vegetación arbórea. Los suelos están cubiertos de musgos y líquenes y son pantanosos con turberas en muchos sitios. Hierbas y matorrales de raíces superficiales (por el permafrost) Poca precipitación

58 Tundra

59 Ligeramente más caliente que la tundra
Características de los 7 biomas fundamentales. Taiga (bosque coníferas) Ligeramente más caliente que la tundra Poca precipitación, pero es húmedo debido a la poca evaporación. Coníferas

60 Taiga

61 Taiga

62 Diagramas de Gersmehl El movimiento de nutrientes fue representada en forma de diagrama de flujo en 1976 por P.F. Gersmehl, y se conoce como el “Diagramas de Gersmehl” Las flechas indican los materiales, transferencias, entradas y salidas se representan en proporción. Los círculos biomasa, hojarasca y suelo. El grosor de las flechas de transferencia es proporcional a la cantidad de materiales transferidos.

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64 Diagramas de Gersmehl

65 Diagramas de Gersmehl

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71 Perturbaciones medioambientales
Las perturbaciones influyen en la estructura y en la tasa de cambio dentro de los ecosistemas. Investigar el efecto de una perturbación medioambiental sobre un ecosistema: contaminación de aguas en ríos.

72 Especies indicadoras e índices bióticos
Especies indicadoras: son seres vivos muy sensibles a cambios ambientales, Por ejemplo, los líquenes que viven sobre rocas y árboles, son un indicador confiable de la calidad del aire. Los líquenes son muy sensibles a la contaminación del aire, y desaparecen de los árboles de ciudades muy contaminadas. Otro grupo de especies indicadoras son macroinvertebrados encontrados en cuerpos de agua como ríos y arroyos.

73 Especies indicadoras e índices bióticos
Organismos muy sensibles: planarias de agua, larvas de efémeras, caracoles con branquias, plecópteros (moscas de las piedras) y otros. Organismos medianamente sensibles: camarones, larvas de libélulas (orden Odonata) y otros.

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75 http://www. scielo. org. ve/scielo. php

76 http://www. scielo. org. ve/scielo. php

77 Organismos tolerantes
Se incluyen en el grupo 3 En aguas contaminadas con materia orgánica existe una proliferación de bacterias que degradan las biomoléculas con un enorme consumo de oxígeno. Animales que pueden vivir con poco oxígeno disuelto en el agua, son pues organismos muy tolreantes, que sobreviven donde otros se asfixian. Pertenecen a este grupo las larvas de ciertos mosquitos que tienen sifones, gusanos como Tubifex y Limndrilus (que prolifera respirando aire a través de un largo sifón). Por la misma razón, también los caracoles pulmonados son tolerantes. Culex Tubifex

78 Dípteros de la fam. Chironomidae
Los Chironomidae son conocidos por su resistencia a la contaminación con metales pesados al contrario de los Ephemeroptera, que son muy sensibles.

79 Especies indicadoras e índices bióticos
Índice biótico: es el número total de organismos (taxones) colectados en una muestra, cada uno multiplicado por un factor. Él número de organismos sensibles encontrados se multiplica por un factor mayor. Así, un índice biótico mayor evidencia una mejor calidad del agua. Ejemplo de hoja para muestreo y determinación del índice biótico:

80 Índices bióticos: suelen ser específicos para un tipo de contaminación y/o región geográfica, y se basan en el concepto de organismo indicador. Permiten la valoración del estado ecológico de un ecosistema acuático afectado por un proceso de contaminación. Para ello a los grupos de invertebrados de una muestra se les asigna un valor numérico en función de su tolerancia a un tipo de contaminación, los más tolerantes reciben un valor numérico menor y los más sensibles un valor numérico mayor, la suma de todos estos valores nos indica la calidad de ese ecosistema.

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82 Uso de bioindicadores para evaluar calidad del agua en una cuenca
Un caso de la vida real, en Chile: Análisis comparativo de índices bióticos utilizados en la evaluación de la calidad de las aguas en un río mediterráneo de Chile: río Chillán, VIII Región Comparative analysis of biotic indexes used to evaluate water quality in a Mediterranean river of Chile: Chillán River, VIII Region RICARDO FIGUEROA, ALEJANDRO PALMA, VICTOR RUIZ & XAVIER NIELL Rev. chil. hist. nat. v.80 n.2 Santiago jun. 2007

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84 Diferentes índices utilizados en el estudio
Índices bióticos para definir calidad del agua Existe una extensa lista de índices bióticos (IB), sin embargo, reconociendo que muchos de ellos son modificaciones y/o adaptaciones, este estudio contempló la aplicación de cuatro de ellos. El primero corresponde al índice Biótico Extendido (IBE) el cual es una modificación del IB de Woodiwis (1978), adaptado a sistemas fluviales italianos por Ghetti (1986) y que desde 1997 es aplicado como normativa por todas las agencias de protección ambiental de Italia.

85 Fig. 2: Variación espacio temporal (valor medio y su desviación estándar) de los índices bióticos adaptados para Chile central (ChIBE, ChBMWP, ChSIGNAL y ChlBF), aplicados en el río Chillan (E1-E8) y sus principales tributarios (T1-T10). Índices bióticos Una visión espacial y temporal de los resultados obtenidos mediante los muéstreos directos (Fig. 2), muestran en general una tendencia a la disminución de la calidad del agua a medida que se sigue el curso del río. También es posible apreciar que el ChIBE, ChBMWP y el ChSIGNAL muestran prácticamente las mismas clases de calidad, con un paso gradual de una muy buena o buena calidad en la parte alta de la cuenca, una calidad regular en la parte media de la cuenca y el empeoramiento aguas abajo y que se acentúa después de la aglomeración urbana de la ciudad de Chillan.

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88 FIN