Los intercambios de materia y energía en los ecosistemas 4º ESO

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1 Los intercambios de materia y energía en los ecosistemas 4º ESO Abril 2011

2 1. RELACIONES ALIMENTARIAS Forma de transferencia de materia y energía entre individuos Productores: autótrofos, mediante fotosíntesis fabrican materia y energía Para qué sirve la fotosíntesis? Consumidores: heterótrofos Consumidores primarios; herbívoros Consumidores secundarios; carnívoros Omnívoros Descomponedores: heterótrofos, mineralizan la materia orgánica. Detrívoros

3 2. CADENAS Y REDES TRÓFICAS Hierba Conejo Zorro Buitre y bacterias Cadena trófica: relación lineal entre organismos donde cada uno come y es comido. Niveles tróficos: cada paso de la cadena trófica Cuidado! El sentido de la flecha que los une siempre es desde la presa al predador: - Fruto ardilla (fruto comido por ardilla) - Fruto ardilla (ardilla comida por fruto) ERROR

4 2. CADENAS Y REDES TRÓFICAS Hierba Conejo Zorro Buitre y bacterias Esta relación se da siempre lineal? El zorro sólo come conejos? Red trófica: es el conjunto de cadenas alimenticias cruzadas entre sí que existe en un ecosistema Puedes diferenciar en esta imagen los diferentes niveles tróficos? Puede una misma especie pertenecer a dos niveles tróficos?

5 3. TRANSFERENCIA DE ENERGÍA EN UNA CADENA TRÓFICA Dónde se encuentra la energía? Uso de la energía -Para realizar funciones vitales, a través de la respiración Qué es la respiración? - En desechos de la planta - En las estructuras de la planta, queda disponible para el siguiente nivel trófico. Conclusión: no toda la energía que incorpora la planta en la fotosíntesis, va a llegar al último nivel trófico, conforme subimos en la cadena los seres van utilizando y disipando parte de la energía. De un nivel a otro sólo pasa el 10%

6 4. LA MATERIA SE RECICLA, LA ENERGÍA FLUYE CICLO DE MATERIA Los productores la transforman de inorgánica a orgánica utilizada por los consumidores mineralizada por descomponedores, vuelve a ser inorgánica. Circula por el ecosistema de forma cíclica. Por esto podemos decir que la materia se recicla.

7 4. LA MATERIA SE RECICLA, LA ENERGÍA FLUYE CICLO DE MATERIA Los productores la transforman de inorgánica a orgánica utilizada por los consumidores mineralizada por descomponedores, vuelve a ser inorgánica. Circula por el ecosistema de forma cíclica. Por esto podemos decir que la materia se recicla.

8 4. LA MATERIA SE RECICLA, LA ENERGÍA FLUYE FLUJO DE ENERGÍA La energía va a ser utilizada por los organismos y se libera al medio de forma que no puede ser reutilizada por otro ser vivo, sigue una trayectoria lineal desde: energía solar (fotosíntesis) energía química(respiración) calor al medio.

9 PIRÁMIDES ECOLÓGICAS Representación usada para mostrar cómo varían algunas características de los niveles tróficos como producción o biomasa Cada nivel trófico es representado con un rectángulo de tamaño proporcional al valor de la característica medida. La base serán los productores y sobre él de forma ordenada el resto de niveles. Tipos de pirámides 1º De producción o energía: representa la energía almacenada en ese nivel trófico que está disponible para ser utilizada para el siguiente.

10 PIRÁMIDES ECOLÓGICAS 2º Pirámides de biomasa: aunque normalmente la biomasa de los niveles tróficos sigue también la regla del 10%, ocasionalmente estas pirámides pueden aparecer invertidas si la productividad de los productores es muy elevada (caso del fitoplancton) 3º Pirámides de números: indican el número de individuos en cada. No tienen en cuenta el tamaño de los individuos, por lo que pueden aparecer invertidas si, por ejemplo, el tamaño de los productores es muy superior al de los consumidores que se alimentan de él

11 Circulación de los elementos por el ecosistema entre el medio y los seres vivos Necesario para el mantenimiento del sistema CICLO DEL CARBONO La quema de combustibles fósiles unido a la deforestación, implica desequilibrios en el ciclo y como consecuencia problemas ambientales; efecto invernadero y calentamiento global

12 CICLO DEL CARBONO EFECTO INVERNADERO La quema de combustibles fósiles unido a la deforestación, implica desequilibrios en el ciclo y como consecuencia problemas ambientales; efecto invernadero y calentamiento global

13 CICLO DEL CARBONO EFECTO INVERNADERO Consecuencias del efecto invernadero climático. cambio

14 CICLO DEL NITRÓGENO Nutriente esencial, forma parte de de proteínas o ácidos nucleicos. La reserva principal de N es la atmósfera, lo encontramos en forma de N2, pero éste no puede ser utilizado por la mayoría de seres vivos.

15 CICLO DEL NITRÓGENO PROCESOS IMPLICADOS Fijación del nitrógeno Consiste en la transformación del nitrógeno atmosférico( N 2 ) a otras formas susceptibles de incorporarse a la composición del suelo o de los seres vivos, como el ion amonio (NH 4+ ) u óxidos de nitrógeno. - De forma abiótica, en las descargas eléctricas de tormentas. - De forma biótica, a través de bacterias fijadoras. De vida libre: géneros Azotobacter o Clostridium. En simbiosis con leguminosas (lentejas o soja); Rhizobium

16 CICLO DEL NITRÓGENO PROCESOS IMPLICADOS Nitrificación Oxidación biológica del amonio al nitrato por microorganismos aerobios. En dos pasos: - Nitritación; partiendo de amonio se obtiene nitrito (NO 2 ). Género Nitrosomonas - Nitratación; paso de nitrito a nitrato (NO 3 ). Género Nitrobacter Desnitrificación Consiste en la reducción del ion nitrato (NO 3 ), presente en el suelo o el agua, a nitrógeno molecular o diatómico (N 2 ) la sustancia más abundante en la composición del aire. La realizan bacterias como Pseudomonas.

17 CICLO DEL NITRÓGENO RESUMEN DE LOS PROCESOS IMPLICADOS Fijación del nitrógeno N 2 NH + 4 Azotobacter o Clostridium Leguminosas + Rhizobium Nitrificación NH + 4 NO 3 y NO 2 - Nitritación NH + 4 NO 2 Nitrosomonas - Nitratación NO 2 NO 3 Nitrobacter Desnitrificación NO 3 N 2 Pseudomonas.

18 CICLO DEL NITRÓGENO El hombre también influye sobre este ciclo: - Mediante el abono con compuestos nitrogenados ; eutrofización - Emisión a la atmósfera de óxidos de nitrógeno (NOx ) por industrias y transportes; lluvia ácida

19 CICLO DEL NITRÓGENO EUTROFIZACIÓN Un río, un lago o un embalse sufren eutrofización cuando sus aguas se enriquecen en nutrientes (compuestos de fósforo y nitrógeno). En principio puede parecer que es bueno que las aguas tengan gran cantidad de nutrientes, porque así pueden vivir más seres vivos. Pero la situación no es tan simple. El problema está en que si hay un exceso de nutrientes crecen en abundancia las plantas y otros organismos. Más tarde, cuando mueren, se pudren, el proceso de descomposición consume una gran cantidad del oxígeno disuelto y las aguas dejan de ser aptas para la mayor parte de los seres vivos. El resultado final es un ecosistema casi destruido.

20 CICLO DEL NITRÓGENO EUTROFIZACIÓN Cuando un lago o embalse es pobre en nutrientes, oligotrófico, tiene las aguas claras, la luz penetra bien, el crecimiento de las algas está controlado. Las plantas y animales que se encuentran son los característicos de aguas bien oxigenadas por ejemplo las truchas. Al ir cargándose de nutrientes el lago se convierte en eutrófico. Crecen las algas en gran cantidad con lo que el agua se enturbia. Las algas y otros organismos, cuando mueren, son descompuestos por la actividad de las bacterias y esto consume el oxígeno disuelto. No pueden vivir peces que necesitan aguas ricas en oxígeno, por eso en un lago de estas características encontraremos barbos, percas y otros organismos de aguas poco ventiladas. En algunos casos se producirán putrefacciones anaeróbicas que producen malos olores. Las aguas pasan a ser turbias y de poca calidad desde el punto de vista del consumo humano o de su uso para actividades deportivas. Cambia el ecosistema.

21 CICLO DEL NITRÓGENO LLUVIA ÁCIDA Los compuestos de nitrógeno y azufre que emitimos a la atmósfera reaccionan con la humedad atmosférica y forman ácidos (ácido nítrico y sulfúrico). Cuando llueve, las gotas de lluvia arrastran estos ácidos. - ph lluvia normal 5-6 (5,6) - ph lluvia ácida < 5 (2,3) No sólo como lluvia, también en neblinas, aerosoles o mediante deposición seca (arrastrado en partículas). Los contaminantes pueden recorrer grandes distancias (incluso cientos de kilómetros).

22 CICLO DEL NITRÓGENO LLUVIA ÁCIDA Efectos de la lluvia ácida: - Ecosistemas acuáticos: cuando se depositan los tóxicos presentes en la lluvia ácida generan una disminución del ph del agua y muchos de los seres vivos que habitan dentro (peces, crustáceos y plantas acuáticas) no soportan niveles de acidez mayores a un ph de 5. - Ecosistemas terrestres: produce daños directos sobre las estructuras vegetales, se considera un factor importante en la muerte de los bosques. Altera el ph de los suelos lo que afecta a la disponibilidad de nutrientes (Ca, Fe o Zn). - Edificios y construcciones: produce la corrosión de metales y construcciones. Muchos edificios y obras de arte situadas a la intemperie se están deteriorando decenas de veces más aprisa que lo que lo hacían antes de la industrialización y esto sucede por la contaminación atmosférica, especialmente por la deposición ácida. Pérdida de patrimonio histórico y costes económicos.

23 CICLO DEL NITRÓGENO LLUVIA ÁCIDA

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