MATERIA Y ENERGIA EN LOS ECOSISTEMAS

Transcripción

1 MATERIA Y ENERGIA EN LOS ECOSISTEMAS Los organismos interactúan entre sí y el medioambiente para obtener la energía y los recursos para satisfacer sus necesidades biológicas. En el planeta, la cantidad de materia y energía permanece constante, a pesar de que la composición de la Tierra y su atmósfera cambian a través del tiempo.

2 Cómo obtienes energía? Cómo obtienen energía los otros animales? Cómo obtienen energía las plantas? cómo obtienen energía los hongos y las bacterias? Para qué se necesita la energía?

3 Aspectos importantes Las cadenas tróficas describen en flujo de energía y materia a través de los ecosistemas La energía fluye en través de los niveles tróficos La energía disminuye en cada nivel trófico sucesivo No toda la energía ingresada a un nivel trófico se transforma en producción

4 Flujo de la materia en los Ecosistemas En los sistemas comunitarios la materia sigue las mismas vías por las cuales fluye la energía; sin embargo, a diferencia de esta, la materia o compuestos inorgánicos que componen la materia viva, fluyen en forma cíclica en el ecosistema. Ciclo biogeoquímico Movimiento cíclico de los elementos ( por ejemplo, hidrógeno, nitrógeno, carbono, fosforo) a través de los organismos y el ambiente físico.

5 CICLOS BIOGEOQUIMICOS La materia transita de forma cíclica por los ecosistemas y lo hace fluyendo entre los organismos ( factores bióticos) y los componentes sin vida ( factores abióticos), como el aire o el suelo, que los conforman. En general a medida que la materia circula entre los componentes bióticos y abióticos del ecosistema se va transformando, y por eso estos ciclos se denominan ciclos biogeoquímicos.

6 EL CICLO HIDROLOGICO O CICLO DEL AGUA Es el proceso de circulación del agua entre los distintos compartimientos de la hidrósfera. Se trata de un ciclo biogeoquímico en el que hay una intervención mínima de reacciones químicas, y el agua solamente se traslada de unos lugares a otros o cambia de estado físico. CICLO HIDROLÓGICO

7 El agua existe en la Tierra en tres estados: solido (hielo, nieve), gas (vapor de agua), liquido, (océanos, ríos y lluvia),los cuales están en constante cambio. El agua de la superficie se evapora, el agua de las nubes precipita, la lluvia se filtra por la tierra, etc. Sin embargo, la cantidad total de agua en el planeta no cambia. La circulación y conservación de agua en la Tierra se llama ciclo hidrológico, o ciclo del agua.

8 El ciclo hidrológico comienza con la evaporación del agua desde la superficie del océano. A medida que se eleva, el aire humedecido se enfría y el vapor se transforma en agua: es la condensación. Las gotas se juntan y forman una nube. Luego, caen por su propio peso: es la precipitación. Si en la atmósfera hace mucho frío, el agua cae como nieve o granizo. Si es más cálida, caerán gotas de lluvia.

9 Una parte del agua que llega a la superficie terrestre será aprovechada por los seres vivos; otra escurrirá por el terreno hasta llegar a un río, un lago o el océano. A este fenómeno se le conoce como escorrentía. Otro porcentaje del agua se filtrará a través del suelo, formando capas de agua subterránea, conocidas como acuíferos

10 El ciclo del agua tiene una interacción constante con el ecosistema debido a que los seres vivos dependen de este elemento para sobrevivir y a su vez ayudan al funcionamiento del mismo. Por su parte, el ciclo hidrológico presenta cierta dependencia de una atmósfera poco contaminada y de un cierto grado de pureza del agua para su desarrollo convencional, ya que de otra manera el ciclo se entorpecería por el cambio en los tiempos de evaporación, condensación, etc.

11 Efectos químicos del agua El agua, al desplazarse a través del ciclo hidrológico, transporta sólidos y gases en disolución. El carbono, el nitrógeno y el azufre, elementos todos ellos importantes para los organismos vivientes, son volátiles y solubles, y por lo tanto, pueden desplazarse por la atmósfera y realizar ciclos completos, semejantes al ciclo del agua. La lluvia que cae sobre la superficie del terreno contiene ciertos gases y sólidos en disolución. El agua que pasa a través de la zona insaturada de humedad del suelo recoge dióxido de carbono del aire y del suelo y de ese modo aumenta de acidez. Esta agua ácida, al llegar en contacto con partículas de suelo o roca madre, disuelve algunas sales minerales. Si el suelo

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13 Ciclo del carbono El carbono, vital para todos los seres vivos, circula de manera continua en el ecosistema terrestre.

14 En la atmósfera existe en forma de dióxido de carbono, que emplean las plantas en la fotosíntesis.

15 Los animales usan el oxigeno que liberan las plantas durante la fotosíntesis y desechan dióxido de carbono que es incorporado a la atmósfera..

16 Aunque parte del carbono desaparece de forma temporal del ciclo en forma de carbón, petróleo, combustibles fósiles, gas y depósitos calizos, la respiración y la fotosíntesis mantienen prácticamente estable la cantidad de carbono atmosférico

17 También la industrialización aporta dióxido de carbono al medio ambiente

18 Otra fuente generadora de carbono son los seres vivos en descomposición, ejemplo, hojas secas y animales muertos.

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20 CICLO DEL NITROGENO El ciclo del nitrógeno es cada uno de los procesos biológicos y abióticos en que se basa el suministro de este elemento a los seres vivos. Es uno de los ciclos biogeoquímicos importantes en que se basa el equilibrio dinámico de composición de la biosfera. Dra. Flor Teresa García Huamán 20

21 Dra. Flor Teresa García Huamán 21

22 Efectos Los seres vivos cuentan con una gran proporción de nitrógeno en su composición química. El nitrógeno oxidado que reciben como nitrato (NO 3 ) a grupos amino, reducidos (asimilación). Para volver a contar con nitrato hace falta que los descomponedores lo extraigan de la biomasa dejándolo en la forma reducida de ion amonio (NH 4+ ), proceso que se llama amonificación; y que luego el amonio sea oxidado a nitrato, proceso llamado nitrificación. Dra. Flor Teresa García Huamán 22

23 Así parece que se cierra el ciclo biológico esencial. Pero el amonio y el nitrato son sustancias extremadamente solubles, que son arrastradas fácilmente por la escorrentía y la infiltración, lo que tiende a llevarlas al mar. Al final todo el nitrógeno atmosférico habría terminado, tras su conversión, disuelto en el mar. Dra. Flor Teresa García Huamán 23

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25 ORGANISMOS PRODUCTORES Y DESCOMPONEDORES Los organismos productores, como las plantas y los descomponedores, como hongos y bacterias, juegan un rol muy importante en los ciclos biogeoquímicos, ya que sin ellos no seria posible el flujo de energía y la materia entre todos los demás niveles tróficos y el medio abiótico.

26 FLUJO DE ENRGIA EN LOS ECOSISTEMAS Todos los seres vivos requieren de energía para realizar sus diferentes procesos y actividades vitales; sin embargo, estos se diferencian en el modo en que la incorporan al organismo.

27 CADENAS Y REDES ALIMENTARIAS La transferencia de materia y energía entre los seres vivos ocurre principalmente a través de las relaciones alimentarias que se establecen entre ellos. Según la forma en que los seres vivos obtienen la materia y la energía que requieren, se clasifican en: AUTOTROFOS: organismos capaces de transformar la materia inorgánica en orgánica, con el consiguiente almacenamiento de energía. Se les denomina productores. HETEROTROFOS: organismos capaces de transformar la materia orgánica provenientes de otros organismos en nutrientes y energía. En una relación trófica poder ser consumidores, de diferente nivel según su ubicación, o descomponedores.

28 CADENAS ALIMENTARIAS En un ecosistema, la energía pasa de un organismo al siguiente en una secuencia que se inicia con un organismo autótrofo ( productor) que captura la energía del sol y finaliza con un organismo heterótrofo que no es consumida por otro ser vivo. El flujo de energía en los ecosistemas en lineal o unidireccional

29 CADENAS ALIMENTARIAS Una cadena alimentaria es una representación de las relaciones alimentarias entre distintos seres vivos. Primer eslabón Segundo eslabón Tercer eslabón Cuarto eslabón Plantas Herbívoros Carnívoros Descomponedores PRODUCTORES Seres vivos capaces de elaborar su propio alimento CONSUMIDORES PRIMARIOS Animales herbívoros CONSUMIDORES SECUNDARIOS Animales carnívoros y omnívoros BACTERIAS Y HONGOS Se alimentan de restos de los demás seres vivos

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31 REDES Y TRAMAS ALIMENTARIAS En la naturaleza, los organismos consumidores pueden tener mas de una presa, por lo cual, y para que la representación esquemática sea mas apegada a la realidad, se utilizan las redes o tramas alimentarias, que muestran la relación que existe entre dos o mas cadenas alimentarias.

32 CONSUMIDOR SECUNDARIO Águila: carnívoro CONSUMIDOR SECUNDARIO Serpiente: carnívoro DESCOMPONEDOR Hongos PRODUCTOR PLANTA CONSUMIDOR PRIMARIO Conejo: herbívoro

33 PIRAMIDES ECOLOGICAS Además de cadenas y tramas alimentarias, existen otros modelos para analizar y comprender el funcionamiento de un ecosistema; entre ellos están las pirámides ecológicas, en las que el tamaño de cada uno de sus peldaños representa el valor de la característica medida.

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35 Los productores Los productores, como las algas o las plantas verdes, se sitúan en la base de la pirámide porque son los que producen materia orgánica a partir de materia inorgánica que captan del suelo y gracias a la energía del Sol.

36 Los consumidores primarios Los consumidores primarios se alimentan de una pequeña parte de la materia orgánica producida por el nivel inferior. La pirámide se va estrechando debido a la menor cantidad de materia orgánica y de energía disponibles. Los animales herbívoros son un ejemplo de consumidores primarios.

37 Los consumidores secundarios Los consumidores secundarios al alimentarse de los consumidores primarios no aprovechan toda la cantidad de materia orgánica disponible, por lo que el nivel se estrecha aún más. Los animales carnívoros son un ejemplo consumidores secundarios.

38 Los consumidores terciarios Los consumidores terciarios son los que disponen de menor cantidad de materia orgánica, ya que toda la que se ha producido inicialmente se ha ido perdiendo hasta llegar a este último nivel. Algunos ejemplos son las aves rapaces o los felinos.

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