Descomposición y circulación de nutrientes

Transcripción

1 Universidad de Sonora Licenciatura en Biología Curso: ecología Descomposición y circulación de nutrientes Francisco Molina Freaner freaner@unam.mx

2 biosfera región paisaje ecosistema comunidad interacción población Ecología de ecosistemas: procesos implicados en la descomposición de la materia orgánica y la mineralización de nutrientes y los factores ambientales que controlan el ritmo en el que ocurren estos procesos en los ecosistemas individuo

3 Decomposición Los descomponedores juegan un papel crucial en el ciclo de nutrientes Consumidores Productores Descomponedores Nutrientes disponibles a productores Reservas Abióticas Procesos Geológicos

4 Circulación interna en los ecosistemas Cuando los tejidos llegan a la senectud, los nutrientes vuelven al suelo o a los sedimentos en forma de materia orgánica muerta y a partir de allí toman su camino a través de la cadena trófica de los descomponedores. A diferencia del carbono, la mayoría de los nutrientes se reciclan dentro del ecosistema. Los descomponedores transforman los nutrientes orgánicos en alguna forma mineral y quedan nuevamente disponibles para los autótrofos. Este proceso se denomina circulación interna.

5 Circulación de nutrientes en un ecosistema terrestre

6 Retranslocación o reabsorción de nutrientes

7 Que es la descomposición? El proceso clave en el reciclado de nutrientes dentro de los ecosistemas es la descomposición La descomposición es la ruptura de los enlaces químicos formados durante la construcción de los tejidos animales y vegetales. La descomposición es un conjunto de procesos, que incluyen la lixiviación, la fragmentación, los cambios en la estructura física y química, la ingestión y la excreción de productos de desecho Estos procesos son llevados a cabo por una gran variedad de organismos descomponedores

8 La descomposición es llevada a cabo por una gran variedad de organismos Los descomponedores son organismos que se alimentan de materia orgánica muerta Están formados principalmente por bacterias, hongos y detritívoros, animales que se alimentan de materia orgánica muerta Las bacterias son los descomponedores dominantes de la materia animal muerta, mientras que los hongos son los descomponedores mas importantes de la materia vegetal muerta

9 Detritívoros Decomponedores Escarbajos de la madera Coleópteros barrenadores Hormigas Termitas Hongos Madera Reducida a polvo Hongos Tiempo Polvo transformado por descomponedores en nutrientes para las plantas

10 Los detritívoros involucrados en la descomposición se clasifican en varios grupos Microbiota (< 100 µm), que incluyen protozoos y nemátodos que habitan en el agua y poros del suelo Mesofauna (100 µm - 2mm), que incluye ácaros y colémbolos que viven en los poros del suelo Macrofauna (2-20 mm) y Megafauna (>20 mm); estas categorías están representadas por milpiés, lombrices y caracoles en hábitats terrestres y por otros anélidos, moluscos, así como pequeños crustáceos como los anfípodos e isópodos, y los cangrejos en los hábitats acuáticos

11 Detritívoros y descomponedores

12 El estudio experimental de la descomposición Sesgo fitocéntrico

13 El estudio de la descomposición supone el seguimiento de la materia orgánica muerta hasta su destino final

14 Estimación de la tasa de descomposición

15 Un gran número de factores influyen en la tasa de descomposición No toda la materia orgánica se descompone al mismo ritmo Del gran número de estudios de los últimos 50 años han surgido varias generalizaciones; la tasa de descomposición está relacionada con: a) la calidad de los desechos vegetales como sustrato para los microorganismos y la fauna del suelo, y b) las características del ambiente físico que influyen en las poblaciones de descomponedores como las propiedades del suelo y el clima

16 Variación en la tasa de descomposición de diferentes clases de compuestos de carbono

17 El contenido de lignina se usa como un índice de la calidad de la hojarasca para los organismos descomponedores 36.4 % lignina 17.7% lignina 11.7% lignina

18 Relación entre el contenido inicial de lignina en la hojarasca y la tasa de descomposición para ambientes terrestres (a) y acuáticos (b)

19 En esteros y marismas la descomposición de la hojarasca depende del contenido de oxígeno del agua Descomposición de la hojarasca de Spartina alternifolia expuesta a condiciones aeróbicas (superficie de la marisma) y anaeróbicas (10 cm por debajo de la superficie del suelo)

20 El clima (temperatura y humedad) tiene una influencia directa en la tasa de descomposición

21 Tasas de descomposición de hojarasca en ambientes tropicales y templados La perdida anual de peso es tres veces mas alta en ambientes tropicales Perdida anual de peso Tropical Templado

22 El patrón diario de temperatura está estrechamente asociado a la liberación de CO2 debido a la respiración de los descomponedores microbianos

23 Mineralización A medida que la materia orgánica muerta se va consumiendo, los descomponedores microbianos transforman los nutrientes contenidos en la materia orgánica en formas inorgánicas o minerales. Este proceso se denomina mineralización. Por ejemplo, la forma inorgánica del nitrógeno, el amonio, es un desecho del metabolismo microbiano.

24 Descomposición en ambientes acuáticos La descomposición en ecosistemas acuáticos sigue un patrón similar al de los ecosistemas terrestres pero con algunas diferencias dado el ambiente acuoso Aquí también la descomposición involucra lixiviación, fragmentación, colonización de partículas detríticas por bacterias y hongos, y consumo por detritívoros y microbívoros En lagos y océanos, los organismos muertos caen al fondo como materia orgánica particulada (MOP). Esta es fragmentada y digerida por detritívoros que viven en el fondo como cangrejos, caracoles o moluscos. Las bacterias anaeróbicas participan en la descomposición de la materia orgánica del fondo o bentónica

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26 La circulación de nutrientes de los ecosistemas terrestres difiere de la de los ecosistemas acuáticos de aguas abiertas El proceso de circulación de los nutrientes es una característica fundamental de todos los ecosistemas y representa una relación directa (cíclica) entre la productividad neta y la descomposición. Sin embargo, la naturaleza de esta relación varía entre los ecosistemas terrestres y acuáticos

27 Las corrientes oceánicas superficiales producen un transporte vertical de nutrientes

28 Productividad primaria en los ecosistemas marinos

29 Biomasa del zooplancton en los océanos

30 Conceptos importantes Circulación interna en los ecosistemas Qué es la descomposición? Organismos involucrados en la descomposición Factores que afectan la tasa de descomposición de las hojas Descomposición en ambientes acuáticos Diferencias en la circulación de nutrientes entre ecosistemas terrestres y marinos (papel de las surgencias)

31 Lectura opcional, capítulo 21 del libro de Smith y Smith (2007): descomposición y circulación de nutrientes Siguiente clase: ciclos biogeoquímicos