Ecolologia de los ecosistemas Modulo I Unidad Temática I Agenda de trabajo del segundo Día Hora 08: 30 AM – 09:30 AM 09: 30 AM – 10:30 AM 10: 30 AM – 11:45 AM 11: 45 AM – 01:00 PM 01: 00 PM – 02:00 PM 02: 00 PM – 04:00 PM

Temas de contenidos Lectura de trabajo pendiente Enlaces importantes Refrigerio Procesos fundamentales de los ecosistemas Almuerzo Diversidad de Tiempo, Espacio y biodiversidad

IMPORTANCIA DE LAS PLANTAS EN LOS ECOSISTEMAS Productores primarios. 1.

Los productores son los organismos que hacen entrar la energía en los ecosistemas.

2.

Los principales son las plantas verdes terrestres y acuáticas, incluidas las algas, y algunas bacterias.

3.

Forman el 99,9% en peso de los seres vivos de la biosfera.

4.

Son parte integral de la cadena trófica, y realizan un equilibrio en las relaciones alimentarías

• Parasitas • Epifitas • Carnívoras

Los autótrofos (plantas verdes), son capaces de transformar sustancias inorgánicas (agua, bióxido de carbono y minerales del suelo) en compuestos orgánicos (glucosa), mediante procesos fotosintéticos.

IMPORTANCIA DE LOS ANIMALES EN LOS ECOSISTEMAS • Son parte integral de la cadena trófica, heterótrofos y realizan un equilibrio en las relaciones alimentarías. • Se nutren de alimentos ya elaborados por las plantas y otros animales, manteniendo un relativo equilibrio.

• • • •

Herbívoros Carnívoros Carroñeros Omnívoros

IMPORTANCIA DE LOS DESCOMPONEDORES EN LOS ECOSISTEMAS •

Formado fundamentalmente por los hongos y las bacterias.

•

Desde el punto de vista del aprovechamiento de la energía son despilfarradores y aprovechan poco la energía: su eficiencia es pequeña.

•

Los descomponedores tienen gran importancia en la asimilación de los restos del resto de la red trófica (hojarasca que se pudre en el suelo, cadáveres, etc.).

•

Son necesarios para el retorno de los elementos, para volver a las estructuras vivas. Su actividad cierra los ciclos de los elementos.

FACTORES ABIOTICOS

Elementos químicos del ecosistema.

Los seres vivos están formados por elementos químicos, fundamentalmente por oxígeno, hidrógeno, carbono y nitrógeno que, en conjunto, suponen más del 95% de peso de los seres vivos. El resto es fósforo, azufre, calcio, potasio, etcétera de elementos presentes en cantidades muy pequeñas, aunque algunos de ellos muy importantes para el metabolismo. Estos elementos no vivos se encuentran acumulados en depósitos, suelos, alimentos, agua. Así, en la atmósfera hay O2, N2 y CO2. En el suelo H2O, nitratos, fosfatos y otras sales. En las rocas fosfatos, carbonatos, etc.

COMPUESTOS ORGANICOS • En muchos casos contienen oxígeno, y también nitrógeno, azufre, fósforo, boro, halógenos y otros elementos.

COMPUESTOS INORGANICOS El anhídrido carbónico, monóxido de carbono, el agua, amoniaco (NH3) son compuestos inorgánicos.

Se denomina compuesto inorgánico a todos aquellos compuestos que están formados por distintos elementos, pero en los que su componente principal no siempre es el carbono, siendo el agua el más abundante

REGIMEN CLIMATICO • • • •

Temperatura Precipitación Luminosidad Dirección y velocidad del viento • Evaporación • Calor • Altura

Factores que determinan la distribución y abundancia y limitantes de las especies.

Máximo y mínimo de tolerancia •

La afirmación de Liebig de que "el crecimiento de una planta depende de los nutrientes disponibles sólo en cantidades mínimas" ha llegado a conocerse como "ley" del mínimo de Liebig.

Ley del Mínimo fue renunciada por Bartholomew (1958) para que fuese aplicable al tema de la distribución de las especies y que tuviera en cuenta los límites de tolerancia de la manera siguiente: 1.

La distribución de una especie estará controlada por el factor ambiental para el que el organismo tiene un rango de adaptabilidad o control más estrecho.

2.

Es importante enfatizar que tanto demasiado como demasiado poco de cualquier factor abiótico simple puede limitar o prevenir el crecimiento a pesar de que los demás factores se encuentren en, o cerca de, el óptimo.

3.

Esta modificación de la ley del mínimo se conoce como la Ley de los Factores Limitantes. El factor que esté limitando el crecimiento (o cualquier otra respuesta) de un organismo se conoce como el factor limitante.

Cada especie tiene : Un óptimo, un rango de tolerancia, y un límite de tolerancia con respecto a cada factor. • La temperatura a la cual se presenta la máxima tasa de crecimiento se llama la temperatura óptima. • La gama o rango de temperatura dentro del cual hay crecimiento se llama el rango o gama de tolerancia (para la temperatura). • Las temperaturas por debajo o por encima de las cuales las plantas no crecen se llaman los límites de tolerancia.

Algunos de los principios adicionales de la "ley" de la tolerancia se enuncian como sigue: 1.

Los organismos pueden tener un rango de tolerancia muy amplio para un factor y otro muy estrecho para otros factores.

2.

Los organismos con rangos amplios de tolerancia para todos los factores son los que tienen mayor oportunidad de distribuirse extensamente.

3.

Con mucha frecuencia, se descubre que en la naturaleza los organismos no viven en realidad en las gamas óptimas (determinadas experimentalmente) de un factor físico en particular. En esos casos, algún otro factor o factores tienen mayor importancia.

4.

En muchos casos, las interacciones de las poblaciones (como competencia, depredación, parasitismo, etc.) evitan que los organismos obtengan ventajas de las condiciones físicas óptimas.

La curva representa la ley que rige la tolerancia a un factor. Los puntos extremos representan los limites superior e inferior para la supervivencia . Entre ellos existen rangos mas estrechos dentro de los cuales un organismo puede crecer y reproducirse

S

C

R

O

R

C

S

GRADIENTES AMBIENTALES: TEMPERATURA

Supervivencia Crecimiento Reproducción Optimo

ENLACES IMPORTANTES DE LOS ECOSISTEMAS • FLUJO DE ENERGIA • CADENAS TROFICAS • CICLOS DE NUTRIENTES

FLUJO DE ENERGÍA •

La fuente primaria (en la mayoría de los ecosistemas) de energía es el sol.

•

El destino final de la energía en los ecosistemas es perderse como calor.

•

La energía y los nutrientes pasan de un organismo a otro a través de la cadena alimenticia a medida que un organismo se come a otro.

•

Los nutrientes inorgánicos son reciclados pero la energía no.

•

El flujo de energía afecta todo el planeta

LEYES DE LA TERMODINAMICA Primera Ley : Conservación de la energía • La termodinámica, establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía del sistema cambiará. • Visto de otra forma, esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna. • Ni se crea ni se destruye, se transforma.

Segunda Ley: Esta ley regula la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario (por ejemplo, que una mancha de tinta dispersada en el agua pueda volver a concentrase en un pequeño volumen). • Es imposible convertir completamente toda la energía de un tipo en otro sin pérdidas.

CADENAS TROFICAS Una cadena trófica es la ruta de la energía desde un consumidor final dado hasta el productor. Por ejemplo, una cadena alimenticia típica en un ecosistema de pasto pudiera ser: Pasto ---> saltamonte --> ratón ---> culebra ---> halcón

Productividad primaria neta • La cantidad de vida que puede soportar un ecosistema queda establecida por la energía captada por los productores. • La energía que almacenan los organismos fotosintetizadores y que ponen a disposición de los consumidores se conoce como productividad primaria neta y puede medirse en unidades de energía llamadas calorías, almacenadas por unidad de área o como peso seco , lo que se conoce como biomasa.

RELACIONES INTERESPECÍFICAS COMPETENCIA •

Se genera una relación competitiva entre los organismos de dos especies, o de una misma especie, cuando un recurso común es escaso .

PARASITISMO. •

Es similar a la depredación, pero el término parásito se reserva para designar pequeños organismos que viven dentro o sobre un ser vivo de mayor tamaño (hospedador o huésped), perjudicándole.

•

La forma de vida parásita tiene un gran éxito; aproximadamente una cuarta parte de las especies de animales son parásitas. Son ejemplo de esta relación las tenias, los mosquitos, garrapatas, piojos, muérdago, etc.

DEPREDACIÓN. • •

Se da cuando una población vive a costa de cazar y devorar a la otra (presas). En el funcionamiento de la naturaleza resulta beneficiosa para el conjunto de la población depredada ya que suprimen a los individuos no adaptados o enfermos y/o previenen la superpoblación. Las águilas son depredadoras de los conejos.

COMENSALISMO. • •

Es el tipo de interacción que se produce cuando una especie se beneficia y la otra no se ve afectada. Así, por ejemplo, algunas lapas que viven sobre las ballenas. La lapa tiene un lugar seguro para vivir y facilidad para alimentarse de plancton, mientras que la ballena no se ve ni perjudicada ni beneficiada.

COOPERACIÓN. •

Se da cuando dos especies se benefician una a otra pero cualquiera de las dos puede sobrevivir por separado.

•

Sería el caso de las esponjas que viven sobre la concha de moluscos marinos.

MUTUALISMO. •

Es el tipo de relación en el que dos especies se benefician entre sí hasta el extremo de que su relación llega a ser necesaria para la supervivencia de ambas especies.

•

Las abejas, por ejemplo, dependen de las flores para su alimentación y las flores de las abejas para su polinización.

DIVERSIDAD DE ESTRATEGIAS

CICLOS BIOGEQUIMICOS Transferencia cíclica de los elementos Algunos seres vivos son capaces de captarlos de los depósitos inertes en los que se acumulan. Después van transfiriéndose en las cadenas tróficas de unos seres vivos a otros, siendo sometidos a procesos químicos que los van situando en distintas moléculas.

Los ciclos de los elementos mantienen una estrecha relación con el flujo de energía en el ecosistema, ya que la energía utilizable por los organismos es la que se encuentra en enlaces químicos uniendo los elementos para formar las moléculas.

• • • • • • •

Ciclo del Carbono Ciclo del Oxigeno Ciclo del Nitrógeno Ciclo del Fósforo Ciclo del Azufre Ciclo del Agua

CICLO DE LA MATERIA

PROCESOS DE LOS ECOSISTEMAS Evolución Proceso, cambio, o avance de la materia biológica, que se desarrolla para generar un cambio a favor o eliminar algo que se ha dejado de lado.

Charles Darwin, quien nos dice que la evolución se da desde la selección natural, en biología, es un proceso por el cual los efectos ambientales (falta de recursos, cambios geológicos, llegada de nuevas especies) conducen a un grado variable de éxito reproductivo entre los individuos de una población de organismos con características, o rasgos, diferentes y heredables

Desarrollo y Sucesión Es la continua serie de cambios que va sufriendo un ecosistema. Manifiesta la tendencia a su autoorganización que tiene todo ecosistema que es tan fuerte que acaba imponiéndose sobre los cambios fortuitos

El proceso de sucesión no sigue indefinidamente. Conforme la biomasa va aumentando en el ecosistema la respiración va también aumentando y llega un momento en el que se igualan la respiración y la producción. Este es el límite de madurez del ecosistema. A partir de aquí se detiene el proceso de sucesión ecológica.

Se llama clímax al ecosistema que se forma al final de la sucesión. Raramente, se llega a la comunidad clímax, pues existen muchas causas de retroceso en el proceso de sucesión como incendios, cambios climáticos, inundaciones, sequías, etc.; y, a mayor escala, glaciaciones, volcanes, deriva de las placas, etc

DIVERSIDAD EN TIEMPO Y ESPACIO 1. 2. 3. 4.

Eones, Eras, Periodos Épocas geológicas

• El Eón es la unidad más grande de tiempo geológico. Se divide en diversas eras geológicas. • Cada era comprende algunos periodos, divididos en épocas

Edad (años) 4.500.000.000

Eón

Era

Precámbrico

Azoica

3.800.000.000

Arcaica

2.500.000.000

Proterozoica

560.000.000

Fanerozoico

Paleozoica

Periodo

Cámbrico

510.000.000

Ordovícico

438.000.000

Silúrico

408.000.000

Devónico

360.000.000

Carbonífero

286.000.000

Pérmico

248.000.000

Mesozoica

Triásico

213.000.000

Jurásico

144.000.000

Cretáceo

65.000.000

Cenozoica

Época

Terciaria

Paleoceno

56.500.000

Eoceno

35.400.000

Oligoceno

24.000.000

Mioceno

5.200.000 1.600.000 10.000

Plioceno Cuaternaria

Pleistoceno Holoceno

DIVERSIDAD DEL ESPACIO

La deriva continental Se llama así al fenómeno por el cual las placas que sustentan los continentes se desplazan a lo largo de millones de años de la historia geológica de la Tierra. Este movimiento se debe a que continuamente sale material del manto por debajo de la corteza oceánica y se crea una fuerza que empuja las zonas ocupadas por los continentes (las placas continentales) y, en consecuencia, les hace cambiar de posición.

Tectónica de placas Teoría que explicó finalmente que todos estos fenómenos (deriva continental, formación de cordilleras continentales, islas y submarinas) son manifestaciones de procesos de liberación del calor original de la Tierra adquirido durante su formación. Estos procesos fragmentan la litosfera en baldosas, hacen que se separen, deriven y deformen la superficie terrestre.

¿Que es la Biodiversidad? La biodiversidad es la totalidad de los genes, las especies y los ecosistemas de una región. La riqueza actual de la vida de la Tierra es el producto de cientos de millones de años de evolución histórica.

BIODIVERSIDAD Según el etnólogo O. Wilson, creador del concepto de BIODIVERSIDAD y una de las máximas autoridades en lo que a este tema se refiere, el número total de especies vivas compiladas mediante técnicas taxonómicas es de 1.413.000. Más de la mitad de estas especies 751.000 corresponden a los insectos. El resto del mundo animal abarca 281.000 especies y las plantas superiores clasificadas representan 248.400 variedades. De éstas las especies más conocidas son las aves y los mamíferos, pero en conjunto no representan el 1 por ciento de las catalogadas.

Genes Diversidad dentro de las especies

Diversidad entre especies Diversidad entre las especies

Los ecosistemas Diversidad de ecosistemas donde Habitan las especies

Nicho ecológico •

•

Un nicho es un término que describe la posición relacional de una especie o población en un ecosistema o el espacio concreto que ocupa en el ecosistema.

En otras palabras, cuando hablamos de nicho ecológico, nos referimos al "trabajo" o a la función que desempeña cierto individuo dentro de una comunidad. Es el hábitat compartido por varias especies.

•

El concepto formal de nicho incluye a todos los factores bióticos y abióticos con los cuales el organismo se relaciona.

•

Formalmente, el nicho ha sido descrito como un hipervolumen de ndimensiones, donde cada dimensión corresponde a los factores antes descritos.

•

De esta forma, el nicho involucra a todos los recursos presentes del ambiente, las adaptaciones del organismo a estudiar y cómo se relacionan estos dos (nivel de adaptación, eficiencia de consumo, etc.) El nicho ecológico permite que en un área determinada convivan muchas especies, herbívoras o carnívoras u omnívoras, habiéndose especializado cada una de ellas en una determinada planta o presa, sin ser competencia una de otras.

HOMEOSTASIS •

(Del griego homeo que significa "similar", y estasis, en griego ______, "posición", "estabilidad")

•

Es la característica de un sistema abierto o de un sistema cerrado, especialmente en un organismo vivo, mediante la cual se regula el ambiente interno para mantener una condición estable y constante.

•

Los múltiples ajustes dinámicos del equilibrio y los mecanismos de autorregulación hacen la homeostasis posible.

•

La homeostasis y la regulación del medio interno constituye uno de los preceptos fundamentales de la fisiología, puesto que un fallo en la homeostasis deriva en un mal funcionamiento de los diferentes órganos

HOMEOSTASIS • En un ambiente constantemente cambiante, los organismos tienden a conservar cierta homogeneidad en sus condiciones internas, es decir, tratan de evitar lo más posible, variar de acuerdo a los cambios externos. •

Para mantener un medio interno relativamente constante, los organismos disponen de diferentes estructuras y procesos (mayores cuando los organismos son más complejos). Estos mecanismos se conocen genéricamente como PROCESOS HOMEOSTÁTICOS (HOMEOSTASIS) y son los que permiten al organismo mantener sus condiciones internas dentro de un rango tolerable.

RESILIENCIA • Es esa capacidad para resistir, tolerar la presión , los obstáculos, se ha convertido en un concepto que integra ingredientes psicológicos, social, emocionales, cognitivos, culturales, ambientales, étnicos.....etc.

Cibernética Ecológica • Es el estudio del control y comunicación en los Sistemas Complejos: organismos vivos, máquinas y organizaciones.

• Especial atención se presta a la retroalimentación y sus conceptos derivados.

• La palabra cibernética proviene del griego __________ (kybernetes) y significa "arte de pilotar un navío", aunque Platón la utilizó en La República con el significado de "arte de dirigir a los hombres" o "arte de gobernar".

CAPACIDAD DE CARGA • Posibilidad de un ecosistema de soportar a los organismos y, al mismo tiempo, mantener su productividad, adaptabilidad y capacidad de renovación. • Es la facultad que tiene un medio (aire, agua y suelo) para absorber ciertos elementos extraños sin que ello implique cambios en sus relaciones esenciales.

QUE PASEN BUEN FIN DE SEMANA