Ecosistemas

Ecología

• Ciencia que estudia la interacción entre los organismos, y entre los organismos y su ambiente.

• Generalmente dividida en:– Ecología de individuos

– Ecología de poblaciones– Ecología de comunidades

– Ecología de ecosistemas

Componentes de un ecosistema

• Componentes vivos:– Productores (plantas; autótrofos ): fabrican su

alimento– Consumidores (heterótrofos ; se nutren de otros):

• Herbívoros (consumidores primarios)• Carnívoros (consumidores secundarios, terciarios, etc.)

– Descomponedores (hongos, bacterias)

• Componentes no-vivos:– Energía– Materiales– Condiciones del clima– Etc.

Cadenas y redes alimenticias

• Una cadena alimenticia muestra el flujo de energía y materiales entre organismos de diferentes niveles tróficos (productores, consumidores, etc.)

• Aparte de los productores, la mayoría de los consumidores utilizan mas de un nivel trófico; o sea, son omnivoros

• Una red alimenticia representa mejor las relaciones tróficas en un ecosistema– Animación: rainforest

• Un ecosistema es una comunidad de organismos que se interconectan entre sí y con el ambiente físico por medio de un flujo energético y un reciclado de materiales.

• Los productores utilizan la energía solar y producen sus propios compuestos orgánicos con materia prima inorgánica.

• Los productores se encuentran en el primer nivel trófico de una cadena alimenticia (una secuencia de relaciones alimenticias).

• En los ecosistemas, las cadenas alimenticias se interconectan formando redes alimenticias .

Flujos de energía

• Las cadenas alimenticias raras veces sobrepasan 4 o 5 niveles tróficos.

• Esto se ha explicado por la ley de física que indica que las transferencias de energía nunca son 100% eficientes– en cada transferencia se pierde energía en

formas no utilizables (calor).

Flujos de energía

• Debido a lo ineficiente de las transferencias de energía, la cantidad disponible para alimentar niveles tróficos mas altos es menor.

• Eso limita el número de niveles tróficos en cadenas alimenticias.

Bioacumulación

• A diferencia de la dilución de la energía en las cadenas alimenticias, ciertos materiales se van acumulando en los organismos a medida que se avanza en nivel trófico.

• A este proceso se le conoce por bioacumulación .

• Los casos mas notables se dan con sustancias sintéticas, particularmente pesticidas.

Ciclos biogeoquímicos

• Los elementos esenciales se transfieren entre los componentes vivos (organismos) y los no-vivos (suelos, agua, atmósfera) de manera tal que todo lo que pasa a lo vivo eventualmente regresa a lo no-vivo en un ciclo.

• Componentes principales:– Reservas ambientales– Fracción disponible a organismos– Productores– Consumidores– Descomponedores

Ciclo hidrológico

• La reserva ambiental principal está en los océanos

• La evaporación y la transpiración llevan el agua a la atmósfera

• De la atmósfera pasa al terreno por lluvia• Parte de esa agua de lluvia es recogida

por los organismos• El resto regresa a los océanos

Problemas con el ciclo hidrológico

• Erosión en las cuencas (mayormente por deforestación)– Sedimentación en ríos, lagos y el mar– Pérdida de nutrientes: animación; hubbard

• Daño a los acuíferos (reservas subterráneas)– Intrusión salina– Contaminación con pesticidas y otros

contaminantes

Ciclo del carbono

• Las reservas ambientales principales están en sedimentos y en rocas marinas

• Se mueve principalmente en forma de gas (bióxido de carbono) en la atmósfera.

• Procesos principales:– Fotosíntesis: incorpora C a las plantas– Respiración aeróbica: libera C a la atmósfera– Procesos geológicos: forma nuevas rocas y

combustibles fósiles– Combustión: libera C a la atmósfera– Deforestación: libera C a la atmósfera

• Ciclo de carbono

Efecto de invernadero

• Efecto natural esencial para la vida en la Tierra

• El problema: se ha magnificado durante la era industrial

• Aumento en gases de invernadero:– Bióxido de carbono– Otros gases: fluorocarbonos, metano

• Aumento en temperatura global– Provoca cambios en el clima– Aumento en nivel del mar

Examen final

• Miércoles 20 de mayo, 2:15pm• M-202b• Incluye:

– Respiración– Digestión– Ambiente interno– Reproducción y desarrollo– Reproducción humana– Ecosistemas

Cambio en temperatura

Aumento en bióxido de carbono en la atmosfera

Karso de Puerto Rico: formado antiguamente por corales

Ciclo de carbono en tierra

Ciclo de carbono en el mar

Ciclo de carbono

Intrusión salina a un acuífero

Experimento en cuenca deforestada vs no-deforestada

Pérdidas en la cuencano perturbada

Ciclo hidrológicounidades: kilómetros cúbicos

un kilómetros cúbico = 300,000 millones de galones

Ciclo biogeoquímico generalizado

Ciguatera

Enfermedad causadapor comer carne de peces que hanacumulado ciguatoxina, toxina que produce unaalga marina.

Barracuda: carnívoro de alto nivel trófico.

Halcón peregrino: casi se extinguepor bioacumulación de DDT

Pesticidas sintéticos

DDT

malatión

atrazina

2-4-D

Dieta de omnivoro

?

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?

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productor

Consumidor 1rio

Consumidor 4rio

Consumidor 3rio

Consumidor 2rio

Red alimenticia