Ecosistemas: una introducción

Transcripción

1 Universidad de Sonora Licenciatura en Biología Curso: Ecología Ecosistemas: una introducción Francisco Molina Freaner

2 biosfera región paisaje ecosistema comunidad Ecosistemas: propiedades emergentes interacción población individuo

3 Qué es un ecosistema? Suma de los elementos vivos y no vivos de un lugar Vocablo acuñado por Arthur C. Tansley en 1935, quien distinguió a los elementos vivos (bióticos) del ecosistema (plantas, animales, hongos, bacterias) de los elementos no vivos (abióticos), que comprenden las rocas, el aire, las sales minerales y el agua

4 Comunidad: elementos bióticos ECOSISTEMA Componentes abióticos

5 Qué es un ecosistema? Ecosistema: la comunidad biótica y su ambiente abiótico en su función como sistema Sistemas compuestos de autótrofos, heterótrofos y el ambiente abiótico, en donde cada uno de los componentes del ecosistema procesa e intercambia energía y materia

6 El caso de los ecosistemas terrestres Componentes de los ecosistemas

7 Diversidad trófica en los principales linajes de organismos

8 Los organismos usan una de tres fuentes de energía y carbono Luz / CO 2 Autótrofos fotosintéticos Moleculas inorgánicas Autótrofos quimiosintéticos Moleculas orgánicas Heterótrofos

9 Autótrofos Los organismos autótrofos pueden ser quimio o fotosintéticos Quimiosíntesis: proceso por el cual algunos microorganismos obtienen energía a partir de los enlaces químicos de los compuestos ricos en hidrógeno. Ventilas hidrotermales o cuevas; 0.1% del total de la energía de la biosfera. Fotosíntesis: fijación de energía lumínica proveniente del sol, mediante síntesis de compuestos orgánicos. Las plantas, las algas y muchos microorganismos que contienen pigmentos fotosintéticos (clorofila). Aporta el 99.9% de la energía de la biosfera

10 Heterótrofos Dependen de las moléculas orgánicas ricas en carbono que son producidas por los autótrofos como fuente de energía y carbono Los heterótrofos han evolucionado diversas estrategias de alimentación y de obtención de energía: Herbívoros Carnívoros Saprófagos

11 Movimiento de materia y energía en los ecosistemas La materia y la energía presentan diferencias en la forma en que se mueven a través del ecosistema. La materia puede moverse en forma de ciclos potencialmente infinitos en un ecosistema, entre ecosistemas o en toda la biosfera. En cambio la energía pasa una sola vez por el ecosistema y no regresa a su origen (que generalmente es el sol).

12 Propiedades emergentes de los ecosistemas Productividad primaria Productividad secundaria Velocidad y patrón de movimiento de la materia Velocidad y patrón de movimiento de la energía Estructura trófica Tasa de descomposición Eficiencias ecológicas Biomasa en pie

13 Productividad primaria Productividad primaria: Es la tasa o velocidad de fijación de materia y energía por parte de los productores primarios (autótrofos), entre los que se encuentran los organismos fotosintéticos (plantas, algas, bacterias) y los quimiosintéticos (bacterias y arqueobacterias).

14 La materia viva almacenada en un ecosistema se conoce como biomasa en pie. La producción es la cantidad de materia o energía acumulada por unidad de área en los organismos. Productividad es la velocidad a la cual se acumula la materia o energía en los tejidos de los organismos Productividad, producción y biomasa en pie

15 Productividad secundaria Es la tasa de fijación de materia o energía por parte de los organismos heterótrofos, es decir todos aquellos que tienen que alimentarse de materia elaborada por otros organismos Eficiencias ecológicas Eficacia con la que la energía se transfiere de un nivel trófico al siguiente y la eficacia con la que se consume (eficiencia de transferencia y eficiencia de uso)

16 Ruta de la energía a través de organismos consumidores Eficiencia de transferencia ( 10%)

17 Eficiencia de uso

18 Estructura trófica Se refiere a la manera en la que se organizan los organismos en un ecosistema de acuerdo al tipo de alimento que consumen. Las características mas importantes de la estructura son el número de niveles tróficos (número de veces que la energía o materia pasa de un organismo a otro) y el nivel de conectancia de la red trófica (número de enlaces entre especies)

19 Cadenas tróficas Una cadena trófica puede representarse como un esquema lineal que indica el paso de energía de una especie a otra dentro de un ecosistema a)ecosistema terrestre b)ecosistema acuático

20 Estructura trófica Conectancia de la red trófica Niveles tróficos

21 Tasa de descomposición Es la velocidad a la cual los materiales producidos por los organismos (cadáveres, hojarasca, heces, etc.) se desintegran para formar fracciones mas pequeñas y compuestos químicos mas sencillos Los saprófagos juegan un papel muy importante en los ecosistemas ya que reincorporan las sustancias nutritivas que hay en cadáveres, excremento y hojas para que sean reutilizadas por los productores primarios

22 Saprófagos Organismos que se alimentan de tejido muerto o de sustancias de desecho de otros organismos Grupo diverso de heterótrofos que incluye hongos, insectos, bacterias y vertebrados carroñeros Saprófagos: detritívoros y descomponedores Detritívoros: reducen la materia orgánica a través de procesos mecánicos y digestivos Descomponedores: desintegran la materia orgánica gracias a la acción enzimática de sus células

23 Detritívoros y descomponedores

24 Velocidad y patrón de movimiento de la materia Es la rapidez y la ruta que siguen los elementos y compuestos químicos (como el agua y el nitrógeno) dentro del ecosistema y a través de la biosfera. Velocidad y patrón de movimiento de la energía Es la rapidez y la ruta que sigue la energía a través de los componentes del ecosistema

25 Ciclos biogeoquímicos Los ciclos de materia que ocurren en los ecosistemas se denominan ciclos biogeoquímicos. Los ciclos biogeoquímicos pueden ser sedimentarios y atmosféricos Ciclos sedimentarios: ciclos en el que intervienen elementos que no pueden moverse a través de la atmosfera, sino que se acumulan principalmente en el suelo Ciclos atmosféricos: ciclos en los que participan elementos y compuestos que en estado gaseoso, se mueven por toda la biosfera gracias a las corrientes de aire en la atmosfera

26 Tipos de ciclos biogeoquímicos a) Ciclos sedimentarios o locales: calcio, fosforo y potasio b) Ciclos atmosféricos o globales: azufre, carbono, oxígeno

27 Ejemplo de un ciclo: Nitrógeno

28 Lectura opcional: Ecología de Ecosistemas; capítulo del libro de Carabias et al (2009) SIGUIENTE CLASE: ENERGÉTICA DEL ECOSISTEMA

29 Examen Énfasis en conceptos Cubre interacciones y comunidades Ejemplos de preguntas: Clasificación de las interacciones Clasificación de parásitos y mutualistas Propiedades emergentes de las comunidades Tipos de sucesión ecológica Cuándo?