Bio2#12
- 1. Ecología de poblaciones Ecología de comunidades Ecología ecosistema Ecología geográfica Biología de la conservación Ecología
- 2. Los ecólogos adquieren conocimientos sobre la manera en que funcionan los ecosistemas al analizar el flujo de energía y el contenido de energía de cada nivel trófico. CalorCalorCalorCalorCalor Primer nivel trófico: productores Segundo nivel trófico: consumidores primarios Tercer nivel trófico: consumidores secundarios Cuarto nivel trófico: consumidores terciarios Descomponedores (saprótrofos) Energía proveniente del Sol RA 55-1 Animada Flujo de energía a través de ecosistemas TO CLAVEFlujo de energía a través de los ecosistemas
- 3. tejidos. Los herbívoros son, a su vez, devorados por carnívoros, que co- sechan la energía almacenada en las moléculas de los herbívoros. Otros consumidores, llamados omnívoros, comen una variedad de organismos, tanto vegetales como animales. Algunos consumidores, denomi- nados consumidores de detritus o detritívoros, comen detritos, que es materia orgánica muerta que incluye cadáveres, hojarasca y heces. Los con- sumidores de detritos y los descom- ponedores microbianos destruyen organismos muertos y productos de desecho. Los descomponedores, también denominados saprótrofos, incluyen heterótrofos microbianos que se abastecen de energía al des- componer las moléculas orgánicas en los restos (cadáveres y desechos corporales) de todos los miembros de la cadena alimentaria. En términos generales liberan moléculas orgánicas simples, como bióxido de carbono y sales minerales, que pueden ser reutilizadas por los productores. La mayoría de las bacterias y hongos son descomponedores importantes. Las cadenas alimentarias sim- ples como la que se acaba de descri- bir ocurren rara vez en la naturale- za porque pocos organismos comen sólo un tipo, o son devorados por un solo tipo, de organismo. Más a me- nudo, el flujo de energía y materiales a través de los ecosistemas se lleva a cabo en concordancia con un inter- Diferenciación entre cadena y red trófica
- 4. Definición de niveles tróficos, basados en su fuente alimenticia en común 1er. Nivel trófico. 2do. Nivel trófico. 3ro. Nivel trófico. Definición de longitud trófica
- 5. 1er. Nivel trófico. Productores primarios, transforma la energía lumínica en energía química para producir materia y oxigeno Amplia diversidad de algas fitoplanctonicas Perifiton, asociación de comunidades auto y heterotróficas (Algas, bacterias, hongos y plancton)
- 6. 2do. Nivel trófico, consumidores primarios. Herbívoros son capaces de transformar la energía del tejido vegetal en energía animal Boca, dientes incisivos cortar los pastos Rumiantes, relaciones simbióticas con microorganismos Redecilla, acción bacteriana Libro, acción bacteriana Cuajar, alimento regurgitado, digestión Termitas, tracto digestivo asociado a microbios Panza Trychonympha sp Una buena cantidad de los invertebrados son herbívorosLas heces que son expulsadas por primera vez, blandas (fermentadas por bacterias en el ciego), las heces expulsadas por segunda vez son secas. Capibara: Hydrochoerus hydrochaeris
- 7. 3ro. Nivel trófico. Carnívoros, animales que se alimentan de otros animales. Para obtener a sus presas tiene que matarlas Carnívoros sudamericanos PIRAÑA SURUBÍ Peces depredadores de la Amazonía
- 8. Omnivoros, animales que se alimentan de diferentes fuentes alimenticias y por lo tanto no posee una clara posición trófica Cebus apella Zorro Andino: Pseudalopx culpaeus Quatí: Nasua nasua Oso de anteojos: Tremarctos ornatus PACÚ
- 9. Carroñeros (necrófagos), son animales que se alimentan de animales muertos Sarpofitos, equivalen a los carroñeros de las plantas. Se alimentan de tejidos de los vegetales muertos Lyctus brunneus (Escaranajo de los muebles) Isopteros (termitas) Anobium punctatum (Escaranajo de los muebles) Yenas Buitres Dermestidos
- 10. Macrodescomponerores, animales detritívoros que fragmentan la materia orgánica (0,4%)(añaden sustancias e incentivan la colonización baceriana) Microdescomponerores, microorganismos (bacterias, hongos y protozoos) (99,6%). Descomponen la materia orgánica mediante la segregación de enzimas de digestión. Descomponerores, Otro complejo de organismos que se alimentan de los restos de la materia orgánica fragmentada. Constituyen otros tipo de cadenas tróficas Insectos terrestre Insectos acuáticos
- 11. Principal relación entre los macrodescomponedores y microdescomponedores Hojarasca Milpiés Caracol Colémbolos Ácaros Grillos Medios acuáticos Re-mineralización de la materia orgánica Medios terrestres, la acción bacteriana son los responsables de la regeneración de nutrientes y concentradores de energía y biomasa Trichopteros
- 12. ➡Requerimientos anergéticos en los animales Animal body External environment Energy lost in feces Energy lost in nitrogenous waste Heat Heat Heat Heat Organic molecules in food Digestion and absorption Nutrient molecules in body cells Carbon skeletons ATP Cellular work Cellular respiration Biosynthesis: growth, storage, and reproduction
- 13. Principales cadenas tróficas Herbívoros Descomponedores Producción primaria neta Detritos Carnívoros Carnívoros RR R R R Cadena trófica de los Herbívoros Cadena trófica de los Detritos
- 14. Ecosistema Abiotico Biotico Radiación solar Flujo térmico Nutrientes Consumidores Depredadores Productores
- 15. Biomasa se entiende la masa de organismos (materia viva) por unidad de superficie de tierra (o unidad de volumen de agua). -Autótrofos- Expresada generalmente: Unidades de energía ( J m-2) Materia orgánica seca ( t ha-1 ) Carbono ( g C m-2) Cuantificación convencional Ambientes terrestres Ambientes acuáticos La Biomasa originada por bacterias fotosintéticas y quimiosintéticas, generalmente llega a ser despreciable
- 16. Productividad primaria es la velocidad a la que la biomasa se produce por unidad productores primarios. Expresada generalmente: Unidades de energía ( J m-2 día-1) Materia orgánica seca ( Kg ha-1 año-1 ) Carbono ( g C m-2 año-1) PPB (productividad primaria bruta) = fracción viva más el necrosoma (tejidos muertos) PPN (productividad primaria neta) = PPB - R(respiración) Eficiencias: EPPB (Eficiencia de la Productividad Primaria Bruta) = Productividad bruta / energía lumínica (Ingestión) Ej. Eficiencia de la productividad primaria bruta del lago de Mendota (Wisconsin) (Kozlovsky 1968) 5017 Kcal/m2/año 1 188 720 Kcal de luz solar EPPB = = 0,42 % en micro algas fotosintéticas = 0,5 % en macrófitas = 2 - 3,5 % en bosques de herbáceas = 1 - 2 % en herbáceas (Kira 1975)
- 17. • Chemical cycling • Energy flow Primary consumers Tertiary consumers Detritus Microorganisms and other detritivores It K,y .................. __ __ _____ Heat [ ng .. Figure 55.4 An overview of energy and nutrient dynamics in an ecosystem. Energy enters. flows through. and exits an ecosystem, whereas chemICal nutrients cycle primarily within it. In this generalized scheme, energy (dark orange arrows) enters from the sun as radiation, moves as chemical energy transfers through the food web, and exits as heat radiated into space. Flujo de energía y nutrientes en los ecosistemas Ambos posesos tienen lugar simultáneamente. En el flujo de materiales son reciclados constantemente. En cambio el flujo de energía no se pueden reciclar.
- 18. orgánicos como la glucosa. Las plantas usan gran parte de la glucosa para hacer celulosa, almidón, aminoácidos, ácidos nucleicos y otros compuestos. Muchos de estos compuestos se usan como combustible para la respiración celular por los productores que los elaboran, por un consu- la materia no puede escapar de los límites de la Tierra. Los materiales usados por los organismos no pueden “perderse”, aunque esta materia puede terminar en sitios fuera del alcance de los organismos durante un largo período. En términos generales, la materia se reutiliza y a menudo se recicla tanto dentro de los ecosistemas como entre éstos. Aire (CO2) 750 Respiración vegetal y animal Respiración de microorganismos en el suelo Descomposición Fotosíntesis por plantas terrestres 560 Erosión de piedra caliza para formar CO2 disuelto Entierro y compactación de conchas marinas para formar roca (caliza) CO2 disuelto en agua 38,000 Restos de vegetales parcialmente descompuestos Suelo 1500 Restos de plancton marino Carbón Petróleo Gas natural Carbón Combustión (humana y natural) 6 6 4 3 1 5 7 2 2 2 FIGURA 55-7 Animada Diagrama simplificado del ciclo del carbono Todo el carbono de la Tierra (excepto por una fracción minúscula) que se estima en 1023 g está en- terrado en rocas sedimentarias y depósitos de combustibles fósiles. Los valores que se muestran para algunos de los grupos activos en el balance global de carbono están expresados como 1015 g de Ciclo del carbono
- 19. Nitrógeno atmosférico (N2) Fijación de nitrógeno por actividad humana 100 Fijación biológica de nitrógeno (bacterias fijadoras de nitrógeno en nódulos de raíces y en el suelo) 140 Amoniaco (NH3) y amonio (NH4) Nitrificación (bacterias nitrificadoras) Reciclaje interno (nitrificación, asimilación, amonificación en tierra) 1200 Nitrato (NO3 ) Descomposición (amonificación por bacterias amonificadoras) Asimilación (nitratos, amoniaco o amonio absorbidos por las raíces y usadas para elaborar compuestos orgánicos) Desnitrificación (bacterias desnitrificadoras) ≤200 Proteínas vegetales y animales + − 2 3 5 11 4 FIGURA 55-8 Animada Diagrama simplificado del ciclo del nitrógeno La mayor cantidad de nitrógeno, estimada en 3.9 × 1021 g, está en la atmósfera. Los valores mostrados para flujos de nitrógeno seleccionados en el balance global de nitrógeno están expresados como 1012 g de nitrógeno por año y representan valores terrestres. Por ejemplo, se estima que cada año los humanos Ciclo del nitrógeno
- 20. 1206 Capítulo 55 un componente gaseoso El fósforo no existe en estado gaseoso, por lo que no entra a la atmósfera. Enelciclodelfósforo,ésteserecicladesdelatierrahastalossedimentos en el océano y regresa a la tierra (FIGURA 55-10). A medida que el agua corre sobre las rocas que contienen fósforo, gradualmente erosiona su superficie y se lleva el fosfato inorgánico (PO4 3− ). La erosión de rocas de fósforo libera fosfato hacia el suelo, dondeestomadoporlasraícesenformadefosfatosinorgánicos.Unavez en las células, los fosfatos se incorporan en una variedad de moléculas A medida que éstas mueren, su descomposición por bacterias roba al agua el oxígeno disuelto, lo que a su vez provoca que otros organismos acuáticos, incluyendo muchos peces, se ahoguen. Los nitratos del fertilizante también se lixivian (se disuelven y desla- van) a través del suelo y contaminan el agua subterránea. Muchas perso- nas que viven en zonas rurales beben agua subterránea, que es peligrosa cuando está contaminada por nitratos, en particular para los bebés y niños pequeños. Otraactividadhumanaqueafectaelciclodenitrógenoeslacombus- tión de combustibles fósiles. Cuando éstos son quemados, el nitrógeno Rocas de fosfato Enterramiento y compactación para formar roca Procesos geológicos (p. ej., levantamiento) Extracción de fosfato Fertilizante que contiene fosfatos Animales, cultivos Reciclaje interno 60 Reciclaje interno 1000 Desechos y descomposición animales Fosfatos del suelo 200,000 Erosión de minerales de fosfato de calcio Fosfatos disueltos 90,000 Sedimentos marinos 4 x 109 Organismos marinos Excreción y descomposición Erosión Rocas de fosfato 10,000 (explotables) 6 1 5 3 4 2 FIGURA 55-10 Animada Diagrama simplificado del ciclo del fósforo Se proporcionan algunos valores del balance mundial de fósforo, en unidades de 1012 g de fósforo por año. Por ejemplo, se estima que cada año 60 × 1012 g de fósforo se reciclan del suelo a organismos terrestres y de regreso al suelo. (Valores de Schlesinger, W. H. Biogeochemistry: An Analysis of Global Change, 2a. ed., Academic Press, San Diego, 1997 y varias otras fuentes). Ciclo del fosforo