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ECOLOGÍA =
OIKOS (griego: casa)
+ LOGIA (estudio de..)
= OECOLOGIE
La ciencia que estudia las
relaciones, la distribución y la
abundancia de los organismos, o
grupos de organismos en un
ambiente determinado”
“
NIVELES DE ORGANIZACIÓN BIOLOGICO Y UNIDADES DE LA
ECOLOGIA
Cada nivel está formado por
componentes bióticos y abióticos
interactuantes
INDIVIDUOS: Cada
especie biológica se
representa en un
momento y lugar
determinado y
cumplen con el ciclo
de vida
POBLACIÓN = grupo
de individuos de la
misma especie que
ocupa un área
determinada y que
potencialmente
pueden reproducirse.
COMUNIDAD:
Conj unto de
poblaciones de
diferentes especies
que interactúan en un
lugar y momento
determinado
ECOSISTEMA

Sistema formado por
factores bióticos y
abióticos que ocurren en
un momento y lugar
determinado.
También es definido
como comunidad +
ambiente físico
Los diferentes tipos
de ecosistema de la
tierra forman y
definen a la cubierta
viva de la tierra o
BIOSFERA
¿Qué elementos caracterizan un
ecosistema?
• Está caracterizado por las interacciones entre
los componentes vivos (bióticos) y no vivos
(abióticos), conectados por:
• 1) un flujo unidireccional de energía desde el
Sol a través de los autótrofos y los
heterótrofos , y 2) un reciclamiento de
elementos minerales y otros materiales
inorgánicos.
Flujo de la energía en el E.S
• El flujo de energía a través de
los ecosistemas es el factor
más importante en su
organización. El paso de
energía de un organismo a
otro ocurre a lo largo de una
cadena trófica o alimentaria,
o sea, una secuencia de
organismos relacionados
unos con otros como presa y
predador.
LA ENERGÍA SOLAR
• La vida en la Tierra depende de la
energía del Sol, que es también
responsable del viento y del
conjunto de condiciones
meteorológicas.
•
Cada día, año tras año, la energía
del Sol llega a la parte superior de
la atmósfera terrestre. Sin
embargo, a causa de la atmósfera,
sólo una pequeña fracción de esta
energía alcanza la superficie
terrestre y queda a disposición de
los organismos vivos.
Estructura de la Atmósfera
• La atmósfera que se
encuentra sobre la superficie
terrestre y a través de la cual
ingresa la energía solar
consiste en cuatro capas
concéntricas que se
distinguen por sus diferentes
temperaturas
• La vida transcurre en la
primera de esta capas: la
tropósfera
Función de la Atmósfera
• Actúa como un filtro para las radiaciones
electromagnéticas que emite el sol:
• Impide el paso de las radiaciones de longitud
corta (ultravioleta).
• Deja pasar libremente las radiaciones de
longitud intermedia (espectro visible)
• Deja salir con relativa facilidad las radiaciones
de longitud mayor (radiaciones calóricas)
Fijación de la energía en el E.S.
• La energía lumínica es capturada por los organismos fotosintéticos quienes
la usan para formar carbohidratos y oxígeno libre a partir del dióxido de
carbono y del agua, en una serie compleja de reacciones.
•
En la fotosíntesis, la energía lumínica se convierte en energía química y el
carbono se fija en compuestos orgánicos.
•
La ecuación generalizada para este proceso es:
CO2 + H2O + energía lumínica => (CH2O) + H2O + O
• El flujo de energía a través de los ecosistemas es el factor más importante
en su organización.
• Este paso de energía de un organismo a otro ocurre a lo largo de una
cadena trófica o alimentaria, o sea, una secuencia de organismos
relacionados unos con otros como presa y predador.
Adaptaciones para fijar la energía.
• La unidad estructural de la
fotosíntesis en los eucariotas
fotosintéticos es el cloroplasto .
• Dentro del cloroplasto se
encuentran las membranas
tilacoides, una serie de
membranas
internas
que
contienen
los
pigmentos
fotosintéticos (clorofila).
• Cada
tilacoide
tiene
habitualmente la forma de un
saco aplanado o vesícula.
Liberación de la energía fijada en la
fotosíntesis.
• La materia orgánica rica en energía se degrada en
una serie de pequeños (fase catabólica del
metabolismo, respiración celular) pasos por medio
de enzimas, una proporción significativa de la
energía contenida en la molécula vuelve a
empaquetarse en los enlaces fosfato de las
moléculas de ATP y la restante se convierte en calor
que se pierde hacia el espacio exterior.
• El ATP, es utilizado para realizar los procesos
biológicos de cada individuo
Flujo de la energía en el E.S.
• De la energía solar que alcanza la superficie de la Tierra, una
fracción muy pequeña es derivada a los sistemas vivos.
• Aproximadamente entre el 1 y el 3% es captada en la
fotosíntesis .
•
Aun así, una fracción tan pequeña como ésta puede dar como
resultado la producción –a partir del dióxido de carbono, el
agua y unos pocos minerales– de varios millares de gramos
(en peso seco) de materia orgánica por año en un solo metro
cuadrado de campo o de bosque, un total de
aproximadamente 120 mil millones de toneladas métricas de
materia orgánica por año en todo el mundo.
Flujo unidireccional de la E
• Este diagrama muestra
el flujo unidireccional de
energía y el reciclado de
materiales.
PG = producción bruta;
PN = producción neta;
P = producción
heterotrófica;
R = respiración
La cadena trófica y la energía
• El paso de energía de un organismo a otro ocurre a lo largo de
una cadena trófica o alimentaria .
• Esta consiste en una secuencia de organismos relacionados
unos con otros como presa y predador . El primero es comido
por el segundo, el segundo por el tercero y así sucesivamente en
una serie de niveles alimentarios o niveles tróficos.
•
En la mayoría de los ecosistemas, las cadenas alimentarias están
entrelazadas en complejas tramas, con muchas ramas e
interconexiones.
•
La relación de cada especie con otra en esta trama alimentaria
es una dimensión importante de su nicho ecológico.
¿Cuántas cadenas alimentarias puedes
reconocer en esta trama?
Niveles tróficos de la cadena
alimentaria: Productores
• En la cadena alimentaria el,
productor primario
habitualmente es una planta;
en ecosistemas acuáticos,
habitualmente, un alga.
• Estos organismos
fotosintéticos usan energía
lumínica para hacer
carbohidratos y otros
compuestos, que luego se
transforman en fuentes de
energía química.
Consumidores
• Consumidores primarios
son los que se alimentan
de vegetales.
• Consumidores
secundarios son los seres
que se alimentan de los
consumidores primarios,
y así sucesivamente.
Descomponedores o reductores
•
Las cadenas alimenticias siempre terminan con
los descomponedores, seres generalmente
pequeños, como los hongos, bacterias y seres vivos
microscópicos (protozoarios).
• Los descomponedores desintegran restos de materia
orgánica, o a seres muertos en descomposición, sin
importar si son productores (autótrofos) o
consumidores (heterótrofos) y los dejan en
condiciones de ser asimilados nuevamente por los
productores
Pirámides Ecológicas
• El flujo de energía con grandes
pérdidas en cada pasaje al nivel
sucesivo puede ser representado
en forma de pirámide.
• Una proporción relativamente
pequeña de la energía del sistema
es transferida en cada nivel trófico.
• Gran parte de la energía se invierte
en el metabolismo y se mide como
colorías perdidas en la respiración
¿Por qué la energía disminuye a medida que pasa por los niveles
tróficos?
Pirámide de Número
• Pirámides numéricas para a)
un ecosistema de pradera
graminosa en la que el
número de productores
primarios (gramíneas) es
grande y b) un bosque
templado en el que un solo
productor primario, un árbol,
puede soportar a un número
grande de herbívoros.
Pirámide de Biomasa
•
•
•
Pirámides de biomasa para:
plantas y animales de un campo (a)
plancton para una zona marina (b)
•
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
fitoplancton es mucho más alta que la
zooplancton, una pequeña biomasa de
fitoplancton puede suministrar
alimento para una biomasa mayor de
zooplancton .
•
Al igual que las pirámides de números,
las pirámides de biomasa indican sólo
la cantidad de material orgánico
presente en un momento.
Circulación de la materia en el E.S
• La energía toma un curso
unidireccional a través
de un ecosistema , pero
muchas sustancias
circulan a través del
sistema
¿Qué tipos de materia circulan?
• Estas incluyen: agua, nitrógeno, carbono,
fósforo, potasio, azufre, magnesio, calcio,
sodio, cloro, y también varios otros
minerales , como hierro y cobalto, que
son requeridos por los sistemas vivos
sólo en cantidades muy pequeñas.
¿Por qué se habla de ciclos biogeoquímicos?
• Se habla de ciclos biogeoquímicos , porque implican
componentes geológicos así como biológicos del
ecosistema.
• Los componentes del entorno geológico son: 1) la
atmósfera, constituida fundamentalmente por gases,
que incluyen el vapor de agua; 2) la litosfera, la corteza
sólida de la Tierra y 3) la hidrosfera, que comprende los
océanos, lagos y ríos, que cubren ¾ partes de la
superficie terrestre
• Los componentes biológicos
biogeoquímicos
incluyen
los
consumidores y degradadores .
de los ciclos
productores
,
Ciclo del Agua
Ciclo de los Fosfatos.
• El fósforo es esencial para todos los sistemas vivos
como componente de las moléculas portadoras de
energía –tales como el ATP y también de los
nucleótidos de DNA y RNA .
• Al igual que otros minerales, es liberado de los
tejidos muertos por las actividades de los
descomponedores, absorbido del suelo y del agua
por las plantas y las algas, y circulado a través del
ecosistema.
Ciclo de los Fosfatos.
Ciclo del Nitrógeno: Amonificación
• Gran parte del nitrógeno del suelo proviene de la
descomposición de la materia orgánica y, por lo tanto,
consiste en compuestos orgánicos complejos
(proteínas, aminoácidos, etc.).
• Estos compuestos suelen ser degradados a compuestos
simples por los organismos que viven en el suelo
(bacterias y hongos).
• Estos microorganismos utilizan las proteínas y
aminoácidos para formar las proteínas que necesitan y
liberar el exceso de nitrógeno como amoníaco (NH3) o
amonio (NH+4). Este proceso se denomina
amonificación
Nitrificación
• Algunas bacterias comunes en los suelos oxidan el
amoníaco o el amonio. Esta oxidación se denomina
nitrificación. En ella se libera energía , que es utilizada por
los bacterias como fuente energética primaria. Un grupo
de bacterias oxida el amoníaco (o amonio) a nitrito (NO2).
• El nitrito es tóxico para las plantas, pero es raro que se
acumule (la presencia de nitritos en el agua es un indicador
muy claro de contaminación).
• Otras bacterias oxidan el nitrito a nitrato, que es la forma
en que la mayor parte del nitrógeno pasa del suelo a las
raíces.
Asimilación
• Una vez que el nitrato está dentro de la célula de la planta, se
reduce de nuevo a amonio. Este proceso se denomina
asimilación y requiere energía.
Los iones de amonio así
formados se transfieren a compuestos que contienen carbono
para producir aminoácidos y otras moléculas orgánicas
nitrogenadas que la planta necesita ( proteínas). De aquí pasan a
los animales herbívoros y luego a toda la cadena trófica.
• Los compuestos nitrogenados de las plantas terrestres vuelven
al suelo cuando mueren las plantas o los animales que las han
consumido; así, de nuevo, vuelven a ser captados por las raíces
como nitrato disuelto en el agua del suelo y se vuelven a
convertir en compuestos orgánicos.
Ciclo del Nitrógeno
Ciclo del carbono
¿Qué procesos deben ocurrir para que la
materia circule en el E.S?