Pedro Astudillo Webster

Pedro Astudillo Webster
Ecología General Pedro Astudillo Webster

Historia Natural y Medio
Ecosistemas Es el conjunto de sistemas bioticos (organismos) y abioticos (elementos) Todos estos elementos están interactuando entre si

Ecosistemas La línea que separa los ecosistemas es muy fina Los cambios se van haciendo gradualmente Todos los ecosistemas actúan recíprocamente con otros ecosistemas. Las semillas se dispersan, los animales migran, y el agua y el aire fluyen llevando organismos, sus productos, y residuos de un lugar a otro

Niveles de organización Biosfera

Ecosistema

Comunidad

Población

Individuo

Ecosistemas Todos estos elementos interactúan entre si Recirculación (los materiales del ambiente abiótico) Flujo unidireccional (autótrofos) Herbívora Predación Reciclamiento depende de organismos

Ecosistemas Esta combinación entre elementos bióticos y abióticos, por donde fluye la energía y circulan materiales se conoce cómo sistema ecológico (ecosistema) ¿La tierra podría verse como un ecosistema único?

Ecosistemas Eventualmente podría La escala a valorar Ejemplo: Estudio de elementos de circulación “universal” CO2; O2; H2O Depende del enfoque

Ecosistemas ¿Un acuario un terrario podría considerarse un ecosistema?

Ecosistemas Eventualmente podría La escala a valorar Estos ensayos representan “modelos” que sirven para valorar ciertos procesos ecológicos. Ej: Bioacumulación Depende del enfoque

Ecosistemas Una buena parte de los estudios se han hecho sobre unidades naturales

¿Cómo funcionan los ecosistemas? Proceso en investigación y conocimiento (escala pequeña) Todos los ecosistemas están influenciados por los factores ambientales ENERGÍA SOLAR. LA ATMÓSFERA. VIENTO. CONDICIONES METEREOLÓGICAS.

La vida de la tierra depende del SOL Ej Meteorología Los patrones de viento 1,94 caloría por cm2 por minuto cantidad de energía calorífica necesaria para elevar un grado centígrado la temperatura de un gramo de agua pura, a una atmósfera de presión Una caloría (cal) equivale exactamente a 4,1868 julios (J)

Es una pequeña fracción de energía de la generada por el sol Gracias a la atmósfera una pequeña fracción aún está a disposición de los organismos

La influencia de la atmósfera

Flujo de energía Es el factor más importante en la organización de los ecosistemas Una fracción muy pequeña (3% del 0.1%) es usado para la fotosíntesis Da como resultado varias millares de materia orgánica (CO2, H20 y minerales) 120 mil millones de toneladas métricas de materia orgánica por año en el mundo

Niveles tróficos El paso de energía de un organismo a otro ocurre a la largo de una cadena trófica (alimentaria) Secuencia de organismos relacionados unos con otros Determina los niveles tróficos (alimentarios)

Niveles tróficos En los ecosistemas estadas cadenas o niveles presentan muchas interconexiones Así un nivel puede estar representado por la base de organismos asociados a muchos otros

Niveles tróficos La relación de cada especie con otra es esta trama de interconexiones define la dimensión del nicho ecológico Nicho ecológico = El papel o el rol que cumple una especie en un hábitat determinado

El ingreso de energía - Productores En la tierra ingresan 1.5 millones de Calorías (forma de luz) por año 3000

El ingreso de energía - Productores El 30% la atmósfera se encarga de reflejarlo al espacio Otro 20% es absorbido y es irradiado en forma de calor La diferencia llega a la corteza terrestre y es mayormente absorbida por rocas, suelo y agua

El ingreso de energía - Productores Únicamente 1 – 2% de la energía solar que llega ingresa a los ecosistemas 60 Big Macs por metro cuadrado y por año

El ingreso de energía - Productores Las regiones tropicales, cercanas al Ecuador reciben 2.5 veces más luz que la de los polos Los patrones de luz en el ecuador son más regulares que en los polos

El ingreso de energía - Productores La energía solar ingresa a los ecosistemas por medio de la FOTOSÍNTESIS PRODUCTORES

Energía fluye - Productores DOS GRANDES GRUPOS Heterótrofos Hetero= Otro Trofo= nutrir Autótrofos Auto= de si mismo Trofo= nutrir Productores primarios Consumidores

Productores primarios El primer nivel trófico (siempre la base) Ecosistemas terrestres Ecosistemas acuáticos Plantas Algas Organismo fotosintéticos usan el sol para hacer carbohidratos Energía Química

Productores primarios Los productores primarios sobrepasan en peso a los consumidores El 99% de toda la materia orgánica del mundo está constituida por plantas y algas ¿Cuál es la energía disponible a partir de los productores?

Productores primarios Productividad bruta Productividad neta La cantidad de energía que los organismos asimilan en un nivel trófico (tasa) La cantidad de energía que los organismo asimilan en un nivel trófico (tasa) Menos la cantidad de energía utilizada para el metabolismo (sustento) MENOS DISPONIBLE

El diagrama anterior muestra el flujo unidireccional de energía y el reciclado de materiales. PG = producción bruta; PN = producción neta; P = producción heterotrófica; R = respiración.

Productores primarios BIOMASA El Peso seco total de los organismos, en un nivel trófico, en un momento dado Materia total de los seres que viven en un lugar determinado, expresada en peso por unidad de área o de volumen. Materia orgánica originada en un proceso biológico, espontáneo o provocado, utilizable como fuente de energía.

Productores primarios ¿La aplicación de la biomasa? PESO Productividad primaria neta Comparaciones a escala de ecosistema (productividad) ecosistemas conservados mayor productividad sostenida en el tiempo

Ecosistemas terrestres Ecosistemas acuáticos Factores que influyen la productividad Factores que influyen la productividad Intensidad y duración de la luz. Temperatura. Precipitación. + Disponibilidad de elementos esenciales

Heterótrofos Aquellos organismos que no producen alimento Consumidores Descomponedores Consumen organismos muertos Consumen otros organismos

Heterótrofos Descomponedores Carroñeros Saprofitos Animales en los primeros estados de putrefacción Organismos en alto grado de descomposición Sapro = putrefacto; fito= planta

Heterótrofos Consumidores Consumidores Primarios Consumidores Secundarios, Terciaros…. Predadores…. Son divididos en función de su especialización

TODA ESTA MALLA DE ORGANISMOS QUE CONSUMEN A OTROS Cadena Alimenticia Cadena Trófica Los organismo son enormemente flexibles acerca de lo que ellos pueden comer Puede existir enorme diversificación de enlaces entre organismos

Heterótrofos Ecólogos asignas a los organismos en la cadena alimenticia Diferentes niveles tróficos La posición en dónde obtienen alimento Sin embargo casi todas las especies no tienen una dieta estricta / exclusiva

Heterótrofos Estas variaciones podrían deberse a: La estación climática Disponibilidad de alimentos Oportunismo de la especie El tamaño, edad e incluso el sexo Es asignado a un nivel trófico por el % de dónde obtiene energía

Heterótrofos OMNÍVOROS Especies que obtienen el alimento de diferentes niveles Dependen de la disponibilidad de alimentos En lugares con baja disponibilidad de recursos se puede encontrar cerca del 80% de omnívoros (desiertos) OPORTUNISTAS

Cada ecosistema tiene muchas interconexiones en cadenas alimenticias El conjunto de todas las cadenas alimenticias en un ecosistema se conoce como red alimentaria Esta define el desempeño de un ecosistema

La energía (expresada en recurso de alimento) es dinámica y cambia en el tiempo En un año podrían existir pocos niveles tróficos En otro la explosión de recursos podría evidenciar una diversificación de niveles

Eficiencia ecológica La cantidad de recursos convertible en biomasa Esta depende principalmente de la eficiencia de asimilación Proporción de energía consumida que se asimila Eficiencia de producción neta Energía asimilada utilizada en crecimiento, almacenamiento y reproducción

Eficiencia ecológica En las plantas la eficiencia está definida por la relación Productividad neta vs. Productividad bruta 75 – 85% 40 – 60% Mayor temperatura, mayor pérdida por respiración

Eficiencia ecológica, consumo Los consumidores primarios hasta un 80% de energía de las semillas Herbívoros 60-70% de la vegetación joven Herbívoros 30-40% de la vegetación regular Descomponedores alrededor del 15% El alimento de origen animal es mas digerible que el vegetal (PREDADORES alrededor del 90%)

Transferencia de energía, estructura del ecosistema Definen estructura del ecosistema Las relaciones energéticas entre los niveles tróficos Determinado en función de la cantidad de organismos y biomasa presente

Gran biomasa en los productores (Ecosistemas terrestres)

Mayor biomasa en niveles medio (Ecosistemas acuáticos) La pirámide es invertida solo cuando hay grandes tasas de reproducción

Tiempo de residencia Tiempo residencia (años) = Biomasa / Productividad neta 20 días 23 años

Reciclamiento de materiales en los ecosistemas Es habitual que algo de la energía de la biosfera escape hacia el espacio Calor Luz Humedad relativa

Reciclamiento de materiales en los ecosistemas Los nutrientes están moviéndose de un nivel trófico hacia otro Van cambiando de forma A diferencia de la energía, estos nutrientes rara vez escapan de la biosfera

Reciclamiento de materiales en los ecosistemas Algunas integran Algunas integran

Reciclamiento de materiales en los ecosistemas Integrando Un átomo de carbón Pudo haber sido parte de muchos otros elementos El paso de estos materiales entre elementos bióticos y abióticos se conoce como CICLO BIOGEOQUÍMICO

Reciclamiento de materiales en los ecosistemas Oxígeno Nitrógeno Fósforo Reciclan por medio de procesos biogeoquímicos

Reciclamiento de materiales en los ecosistemas Elemento % en la atmósfera Nitrógeno 78 Oxígeno 21 Argón 0.934 Agua 0.10 – 1.0 Dióxido de Carbono 0.035 Neón Trazas Helio Metano

Ciclo carbono El CO2 se mueve desde las plantas hacia los consumidores , agua y aire. Regresa hacia las plantas y otros productores El proceso libera Oxígeno Fotosíntesis integra el carbono a los productores Consumidores usan el oxígeno para quemar Carbono Cambia al integrar azúcares Liberar oxígeno de nuevo

Ciclo carbono Locación Billones toneladas Petróleo (60%) Depósitos sedimentos (39%) Océanos (0.07%) Organismo vivos (0.007%) Atmósfera 635 (0.0015%) Humanos liberan por década 80

Precipitación en el océano Ciclo del agua Precipitación en continentes Evaporación Deshielo Flujo en el suelo Transpiración

Ciclo del agua El agua está íntimamente conectada con la vida Los vertebrados son 50 a 60 % agua La plantas incluso más Las plantas utilizan 500 g de agua por cada gramo de biomasa producida

Ciclo del agua Parte de esta agua es utilizada para la formación de azúcares La mayoría pasa sin sufrir mayores cambios Transporte de nutrientes Turgencia El agua corre a través de los ecosistemas acarreando minerales, sustancia orgánicas, organismos y desperdicios El agua sale por la transpiración

Ciclo del agua El agua % Océanos 97 Agua dulce 3 Glaciares 97 (del agua dulce) Freáticas 29 (del agua dulce) Agua superficial 1% (del agua dulce)

Ciclo del nitrógeno Fijación Nitrógeno en el aire Bacterias desnitrificantes Bacterias nitrificantes Bacterias nitrificantes Asimilación por plantas

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