Tema 10 La biosfera

Ecosistema = Biotopo + Biocenosis + Relaciones

Biotopo: Parte abitica.Componentes qumicos (rocas, agua, gases,etc) y factores fsicos (temperatura, iluminacin,etc)

Biocenosis (comunidad): Conjunto de poblaciones de seres vivos de diferentes especies que habitan el ecosistema.

Los componentes del ecosistema interaccionan de forma compleja

Se autorregulan, (tienden a mantenerse estables en el tiempo)

Extensin variable.

Abiertos para la energa, cerrados para la materia.

Ciclo materia Flujo de energa

Ciclo materia Flujo de energa

Niveles trficos

Productores: Son auttrofos, generalmente fotosintticos.

Consumidores1s o herbvoros

2s o carnvoros

3s o superdepredadores

Descomponedores: Heterotrofos. Bacterias, hongos. Son esenciales. Regeneran la materia mineralizacin

Cadenas y redes trficas

Cadena trfica: Representacin de transferencia unidireccional de materia y energa

Red trfica: Todas las cadenas trficas de un ecosistema interconectadas.Interesante para deducir el efecto de la eliminacin de especies o la introduccin de nuevas.

Productores

Quimiosntesis: Nutricin auttrofa que NO necesita luzExclusivo de bacterias

Bacterias del azufre, del nitrogeno, del hierro o del hidrogeno.

Oxida sustancias inorgnicas sencillas para obtener energa ATP y fijar CO2 a la materia orgnica

Productores

Fotosntesis: Plantas, algas uni y pluricelulares y cianobacterias.Fase luminosa: La clorofila capta luz y se genera ATP y NADPH

Fase oscura: Se usa este ATP y NADPH para fijar CO2 a hidratos de carbono y generar glucosa

Consumidores

Consumidores propiamente dichos1s

2s

3s

Saprfagos: utilizan materia orgnica muertaNecrfagos-carroeros (cadveres)

Coprfagos (excrementos)

Detritvoros (materia orgnica fragmentada)

Omnivoros: utilizan ms de un tipo de fuente de m.o.

Parmetros ecosistema

Biomasa: Peso seco de materia orgnica por unidad de superficie. Puede hablarse de biomasa 1a o 2a. (t/km ,g/m ) B = C/S

Produccin: Incremento de biomasa por unidad de tiempo. Puede hablarse de produccin 1a o 2a . (t/km .ao, g/m. Da)Una parte de esta produccin es consumida por los propios productores mediante respiracin R. Por ello

PPB: Produccin total

PPN: PPB - R

La PPN es la biomasa que queda a disposicin de los consumidores 1os para que extraigan energa de la misma.

Produccin secundaria:PSB: Cantidad de materia orgnica ingerida por los consumidores

PSN: PSB R Energa que queda a disposicin del nivel trfico siguiente

Productividad/ Tasa renovacin: Relacin entre produccin neta y biomasa. PN/B .100 (se da como porcentaje)Otra manera de expresar lo mismo es con la relacin inversa: Tiempo de Renovacin: B/PN

Representa la velocidad a la que se renueva un ecosistema o nivel trfico.

Productividad / tasa de renovacin

Plancton: Menor produccin pero mayor productividad, se reproduce mucho y se renueva rpidamente.

Ejemplos de ecosistemasBosque maduro: Tasa cercana a 0, tiempo muy largo. Entra mucha energa pero se gasta manteniendo gran cantidad de biomasa. No hay posibilidades de incrementar biomasa.

Ecosistema joven/sencillo(cultivo agrcola): Tasa cercana a 1, tiempo muy corto. En los cultivos el hombre extrae el exceso de biomasa no productivo.

Pirmides trficas

En ellas se representa con un rectngulo cada nivel trfico de tamao proporcional a algn parmetro

Pirmide de nmeros: Numero de individuos. Pueden ser invertidas.

Pirmides trficas

Pirmide de biomasa: Peso seco de todos los individuos/unidad de superficie.

Pueden ser invertidas (mayor biomasa de zooplancton) pero la tasa de renovacin de los productores es mayor.

Pirmides de energa o produccin: Se representa la energa disponible para el siguiente nivel (Produccin neta)

Eficiencia ecolgica: (PN/ PN nivel anterior) . 100

Mide la cantidad de energa que es capaz de atravesar el nivel trfico, la relacin entre la que tena disponible y la que pone a disposicin del siguiente nivel.

Normalmente este valor es del 10% o menor Regla del 10%

Esto limita el nmero de niveles trficos (un hipottico nivel trfico superior no tendra energa disponible suficiente)

Ejercicio

Ejercicio

TasaR bosque = 4% TiempoRen = 25 aos

TasaR matogueira = 13%TiempoRen = 7,7 aos

TasaR arrecife = 125%TiempoRen = 0,8 aos

TasaR ocano > 4000 %TiempoRen = 0,024 aos (una semana)

Factores limitantes de la produccin primaria (fotosntesis)

Ley del mnimo de Liebig: El nutriente que se encuentra menos disponible es el que limita la produccin factor limitante

Temperatura Es necesaria una temperatura mnima.

En general, a mayor temperatura, mayor produccin

Humedad: Apertura de estomas.

Ambas afectan a la evapotranspiracin. Si una planta pierde demasiada agua, sus estomas se cierran y los cloroplastos no tienen CO2 disponible.

RuBisCO: Enzima fotosinttica que fija el C del CO2 a molculas orgnicas (precursores de glucosa)

En ausencia de CO2 y presencia de O2 cataliza otra reaccin fotorrespiracin (proceso opuesto a la fijacin de carbono, hace la fotosntesis menos eficiente)

Adaptaciones

Plantas C3: La mayora. En condiciones de sequa cierran sus estomas y padecen fotorrespiracin.

Plantas C4: Plantas tropicales (maz, caa, sorgo) Acumulan el CO2 en un compuesto de 4C y lo liberan en la zona fotosinttica de la hoja para evitar la fotorrespiracin.

Plantas CAM: Solo abren sus estomas por la noche y acumulan el CO2 en malato en las vacuolas, que se libera durante el da.

NutrientesNitrgeno: Se obtiene en forma de nitratos disueltos en agua (el N2 de la atmosfera slo lo fijan las leguminosas)

Fsforo

Otros: K, Ca, Mg, S, Fe, Cl

LuzLa produccin crece con la intensidad lumnica hasta llegar a un punto de saturacin

Factores

Ciclos biogeoqumicos

Circulacin y transformaciones de los biolementos a travs de componentes biticos y abiticos.

Dentro de los ciclos se habla deAlmacen: Lugar donde el elemento se encuentra disponible para los seres vivos

Reservorio: Permanece durante mucho tiempo en gran cantidad pero no disponible para los seres vivos.

Gaseosos: almacn en la atmosfera C, O

Sedimentarios: almacen en la geosfera N, P, S

Ciclo del carbono

El almacn es el CO2 disuelto en la atmosfera e hidrosfera.

El CO2 ocenico forma H2CO3 y reacciona con sedimentos de calizas reservorio en rocas carbonatadas (calizas y dolomas) Carbono inaccesible para los seres vivos.

El CO2 fijado a la materia viva por fotosntesis genera restos orgnicos que son nuevamente descompuestos reponiendo el CO2

Los restos no descompuestos pasan a formar parte de los sedimentos y pueden generar combustibles fsiles

Aportes de carbono a la atmsfera (CO2)Respiracin

Descomposicin materia orgnica

Volcanes

Deforestacin, incendios

Combustibles fsiles (vehiculos, industria, calefaccin...)

Retiradas/perdidas de carbono de la atmsferaFotosntesis (produccin primaria)

Disolucin en ocano carbonatacin de sedimentos.

Ciclo del Nitrogeno

4 procesos

Fijacin del nitrgeno: El N2 atmosfrico se incorpora a compuestos inorgnicos solubles N2 NH4Biolgica: Bacterias Rhizobium (simbiosis leguminosas), cianobacterias, otras. Supone el 90% de todo el N de la materia viva.

Abitica (incendios, deposicin)

Amonificacin: Transformacin del N de la materia orgnica en NH4Norgnico NH4

Llevado a cabo por organismos descomponedores (bacterias Clostridium)

Nitrificacin: Transformacin del amonio en nitritos y posteriormente en nitratosParticipan 2 generos de bacterias Nitrosomonas y Nitrobacter.

Tanto amonio, como nitritos y nitratos son directamente asimilables por las plantas

Desnitrificacin: Transformacin de nitritos y nitratos en N2 atmosfrico

Esto los hace ms inaccesibles

Solo se produce en condiciones anaerobias por bacterias como Pseudomonas

Aportes de N al sueloFijacin de N

Descomposicin (amonificacin)

Deposicin (nitritos y nitratos atmosfricos)

Industria, automviles

Abonos agrcolas

Perdidas de N del sueloAbsorcin plantas

Desnitrificacin

Lixiviado (lluvia y regado) ros ocano (sedimentos)

Ciclo del Azufre

Forma parte de aminocidos Cys, Met

Reservorio: litosferaSulfatos SO4 (yeso)

Sulfuros S2- (pirita, galena)

Almacn: hidrosferaSulfatos disueltosforma disponible para los productores

El azufre pasa a la atmosfera como SO2 y vuelve al suelo como deposicin hmeda o secaDescomposicin m.o

Volcanes

Combustiones antropognicas

Los descomponedores liberan H2S al suelo/fondo marino litosfera

El fitoplancton devuelve a la atmosfera dimetil sulfuro DMS SO4

Ciclo del Azufre

Intervencin humanaExplotaciones mineras, liberan muchos compuestos de azufre a las aguas (contaminacin)

Oxidos de azufre a la atmosfera en combustin de c.fsiles lluvia cida

Ciclo del Fsforo

Acidos nucleicos y fosfolpidos

Ciclo sedimentario puro, sin fase atmosfrica

Forma disponible fosfatos solubles PO4

Los descomponedores liberan fosfatos al suelo o al fondo marino (trampas de fosforo)

Intervencion humanaMinas de fosfatos (abono, detergentes)

Exceso de lixiviado eutrofizacin

Reservas escasas y tiempo de reciclaje muy lento (geolgico) Se considera recurso no renovable.