La Dinámica de los Ecosistemas

4º ESO

Ecología

• Término acuñado en 1869 por Ernst Haeckel• Proviene del griego “Oikos” (= casa)• "El estudio de las interacciones de los

organismos con su medio ambiente" (E. Haeckel)

Ecosistema (Arthur Tansley, 1935)

• Contracción de las palabras "Ecological System"

• Según la definición de Odum: “Toda unidad que incluya a la totalidad de los organismos (Biocenosis) de un area determinada, que actúan en reciprocidad con el mundo físico (Biotopo). De tal manera que una corriente energética conduzaca al establecimiento de una estructura trófica, una diversidad biológica y al establecimiento de ciclos materiales claramente definidos en el sistema”

Ecosistema un sistema abierto

Energética Ecológica

• El flujo de energía a través de los ecosistemas se rige por las 2 leyes de la Termodinámica:

1ª Ley: “La energía ni se crea ni se destruye, solamente se transforma”

2ª Ley: En toda transformación de la energía, parte de esta se disipa en forma de calor (Entropía). Según este principio la cantidad de energía útil declina en cada transformación. Si bien, la calidad o concentración de esa energía aumenta notablemente.

Radiación Solar

• El origen último de la energía que acciona los ecosistemas es la radiación solar (Una mínima parte de la Energía Interna de la Tierra)

• Aproximadamente la mita de la radiación solar es absorbida o reflejada en distintas capas de la atmósfera

• Sólo entre (1-5)% de la radiación solar entra en las cadenas tróficas mediante la fotosíntesis.

Flujo de la energía a través de la Biosfera

Cadenas Tróficas

• La Fotosíntesis es el proceso por el cual la energía entra en las cadenas de flujo de energía de la biosfera en forma de energía química.

• A los organismos fotosintetizadores les denominamos “Productores Primarios”

• La cantidad de energía disminuye con cada eslabón de la cadena

• Se estima que son necesarias 10.000 Kcal de luz solar para producir 1 Kcal. de un depredador

La Producción en el Ecosistema

Producción Primaria

• Producción Primaria Bruta: Cantidad de materia organica fijada por los productores primarios en una superficie dada por unidad de tiempo Kcal/(m^2* año).

• Producción Primaria Neta: Cantidad de materia almacenada, después tener cubiertas sus necesidades metabólicas. Es la disponible para los heterótrofos

Producción Neta de la Conunidad

• Cada nivel trófico tiene sus propias necesidades energéticas para realizar sus funciones vitales

• En cada transformación parte de la energía se disipa en forma de calor

• Además, no toda la energía neta acumulada por un nivel trófico queda a disposición del siguiente

• Producción Neta de la Comunidad: Cantidad total de materia almacenada por toda la comunidad, una vez solventadas sus necesidades metabólicas

Redes tróficas

• En las comunidades naturales, con gran diversidad de organismos, el flujo de energía no es un proceso lineal, sino una red compleja de flujo que llamamos: Red trófica o Trama alimentaria

Niveles Tróficos

Mecanismos de control en las Cadenas Tróficas

• En las cadenas tróficas se producen fenómenos de control por retroalimentación:– R. Positiva: Cuando un organismo situado corriente

abajo tiene un efecto positivo sobre el suministro de energía corriente arriba (Un pastoreo adecuado estimula la producción priomaria

– R. Negativa: cuando el efecto es negativo (Un aumento en la población de depredadores)

La Materia en los Ecosistemas

• En los ecosistemas los elemento químicos circulan regularmente de manera cerrada entre los seres vivos y el ambiente, accionados fundamentalmente por la energía solar.

• El H2O y los bioelementos esenciales (C, N, P, S…) no se distribuyen homogenamente, más bien se encuentran en compartimentos o pozas con tasas de intercambio entre ellas.

Ciclo del Agua

Ciclo del Carbono

Ciclo del Nitrógeno

Ciclo del Fósoforo

Ciclo del azufre

Contaminación: Recursos fuera de lugar

• Alteraciones en los ciclos materiales o recursos deslocalizados, por actividades humanas o no.

• El uso de combustibles fósiles altera los ciclos:– Del C: Incremento de CO2 en la atmósfera– Del S: Óxidos de Hierro y lluvia ácida– Del N: Óxidos de N, Smog y lluvia ácida

• La agricultura intensiva y los crecientes insumos de fertilizantes (N, P, K) supone la contaminación de suelos y de acuíferos

La Sucesión Ecológica

• “Cambios cualitativos y cuantitativos que suceden a lo largo del tiempo en una comunidad biológica y en un ecosistema”

• Son cambios que responden a patrones definidos y por lo tanto son predecibles

• Ejemplo: Un campo de cultivo abandonado es colonizado por una comunidad pionera temporal que será sustituida por otras más permanentes, etapas serales, hasta llegar a una etapa de madurez o etapa climax

Etapas de la Sucesión Ecológica

• En las etapas tempranas de la sucesión – No hay mucha biomasa que mantener– No hay competencia ni escasez de recursos– Predomina la producción y aumenta rápidamente la

biomasa

• En la etapa climax con mucha biomasa y gran diversidad– Se requiere más energía para mantener a la

comunidad y disipar el desorden. – La biomasa se mantiene constante

Agrosistemas

• Ecosistema mantenido artificialmente en las primeras etapas de la sucesión ecológica y subsidiado con una serie de insumos:– Energéticos: maquinaria– Fertilizantes (N,P,K)– Herbicidas para eliminar la competencia

interespecífica– Fitosanitarios e insecticidas