Mg. AMANCIO ROJAS FLORES

RELACIONES ECOLOGICAS

MATERIA Y ENERGIA

ECOLOGIA GENERAL

LA BISFERA

Actualmente los cientficos tienen

identificados y clasificados ms de

1.7 millones de organismos

diferentes, aunque creen que esta

cantidad pueda ser de hasta 10

millones, por lo que hay muchsimos

organismos que faltan por

descubrirse.

Figura 3.1 La bisfera es la capa delgada de la

superficie terrestre donde habitan los

organismos vivos. Comprende la hidrsfera,

la litsfera y parte de la atmsfera.

Todos estos organismos viven en

una regin de la Tierra que se

extiende desde el piso del ocano

hasta aproximadamente 10

kilmetros en la atmsfera.

Esta regin es llamada bisfera; la bisfera incluye toda la tierra, agua

y aire en los cuales los organismos

viven.

Ecosistemas

El ecosistema es cualquier rea de la bisfera en la que las poblaciones de

una comunidad (factores biticos) interactan entre s y con el medio abitico,

en esta interaccin hay un flujo de energa y un reciclado de materiales.

As pues, el ecosistema es la unidad funcional fundamental de la ecologa. De acuerdo con este concepto, la bisfera est compuesta por una gran

cantidad de ecosistemas pequeos, medianos y grandes.

Nicho ecolgico

Todos los organismos tienen un espacio fsico para vivir y, adems, tienen

una funcin ecolgica que desempear en dicho espacio durante su

interaccin con otros seres vivos.

El nicho ecolgico de un ser vivo es el rol o papel ecolgico que

desempea dentro de su ecosistema. Por ejemplo, el nicho ecolgico de

una mojarra que se alimenta de fitoplancton es el de ser consumidor

primario en el ro o estanque donde vive.

El reconocimiento de los nichos ecolgicos desempeados por los

organismos de un ecosistema dado es muy til para comprender cmo

est compuesto y cmo funciona dicho ecosistema.

En cambio, el hbitat se refiere al rea especfica del medio fsico en que

vive un organismo, mismo que puede ser compartido por otros seres vivos.

Si hacemos una analoga, el nicho ser la profesin de un organismo y el

hbitat, su domicilio.

El ambiente fsico

La luz solar, agua, aire, suelo y minerales son todos factores abiticos que

afectan la sobrevivencia de organismos en un ecosistema. Qu tienen

todos esos factores en comn?

Aparte de ser inertes, todos estn relacionados al clima de alguna manera.

Clima es el conjunto de fenmenos meteorolgicos que caracteriza una

zona geogrfica por un largo perodo de tiempo.

Clima

El clima juega un rol importante en determinar la distribucin de los

organismos en la bisfera. La precipitacin, junto con luz solar, por ejemplo,

determina los tipos y nmeros de plantas que un rea puede soportar.

Los dos principales factores que determinan el clima de una regin son

temperatura y precipitacin. Los patrones de precipitacin para un rea

estn afectados por temperatura, altitud, y proximidad o cercana al agua.

Dependiendo de la influencia de esos factores, la precipitacin cae a la

tierra como lluvia, nieve o granizo.

Temperatura

El sol es importante para los organismos no solamente por proporcionar la

energa luminosa para la fotosntesis, sino tambin porque calienta la Tierra y

provee las temperaturas a las cuales cada organismo puede vivir. La

temperatura de un rea est determinada principalmente por la latitud y la altitud

La cercana al agua tambin puede afectar la temperatura de un rea; las

brisas de un ocano a un lago, por ejemplo, tienden a causar veranos ms fros

e inviernos ms suaves o ms templados en reas cercanas.

Figura 3.2 La luz del sol es cinco veces ms fuerte en el ecuador

que en los polos debido a que la superficie terrestre es

curva y porque el eje de la tierra est inclinado.

A causa de las temperaturas clidas de la zona tropical, la mayora de la

precipitacin cae como lluvia o llovizna. Las selvas en estas reas tropicales

pueden recibir muchos metros de lluvia por ao.

Figura 3.3 Las fronteras de las zonas climticas no son

exactamente paralelas a las lneas de latitud.

Biomas

Los biomas son las reas de la bisfera que pueden ser identificadas por

especies de plantas y animales dominantes.

Las condiciones climticas bsicas de temperatura y lluvias son similares

sobre reas amplias, como lo son los biomas.

Los biomas se clasifican en terrestres y acuticos. Estos ltimos se dividen

a su vez en dulceacucolas y marinos. Los biomas marinos contienen

muchas ms sales disueltas que los biomas de agua dulce; los biomas

terrestres son los ms variados.

Cada bioma tiene su propio rango de temperatura y cantidad de lluvias.

Estas condiciones climticas ayudan a determinar los tipos de organismos

que pueden vivir en esta regin.

Biomas terrestres

Los biomas terrestres son grandes extensiones de tierra con condiciones

ambientales y comunidades de vegetacin similares. Estos biomas

generalmente reciben el nombre de la vegetacin que predomina

Selvas tropicales

Las selvas tropicales son encontradas en el ecuador o cerca de l; aqu

llegan ms verticales los rayos solares todo el ao, originando temperaturas

de hasta 40oC. Es una zona lluviosa (la cantidad de lluvia al ao es de 250 a

400 cm), en la que no se distingue una estacin de otra. Este bioma est

dominado por rboles muy altos de hojas anchas y siempre verdes.

Figura 3.4 Selva tropical

Desiertos

Los desiertos son reas extremadamente secas, donde la precipitacin

pluvial puede ser menor de 25 cm al ao. Este bioma constituye

aproximadamente 20% de la superficie terrestre encontrndose en todos los

continentes, alrededor de los 30 latitud norte y sur.

Figura 3.5 Desierto

Chaparral

Este bioma presenta lluvias abundantes en invierno y veranos secos; est

formado por pequeos rboles y grandes arbustos de hojas verdes perennes,

gruesas y duras que conservan el agua.

Figura 3.6 Chaparral.

Algunos animales de este bioma son: zorrillos, ratones, venados y una

variedad de reptiles y aves.

Pastizales o praderas

Los pastizales o praderas habitualmente se encuentran en el centro de los

continentes. En general, tienen una capa continua de pastos y casi ningn

rbol, excepto a lo largo de los ros. Por su cercana a los desiertos, presenta

un clima clido semidesrtico, con pocas lluvias. Tiene suelo oscuro, rico en

humus

Los pastizales son potreros naturales que han sido usados durante siglos

por grandes manadas de animales pastadores (que comen pasto). En los

pastizales, abundan los animales que se alimentan de los pastos y semillas,

como: conejos, liebres, ratas, venados, coyotes, lobos y felinos.

Figura 3.7 Pastizal

Bosque de conferas

En este bioma predomina un clima fro o templado y hmedo, con lluvias

regulares casi todo el ao. Las plantas dominantes son las conferas como

pinos, cipreses, abetos, oyameles y cedro blanco.

El suelo y, frecuentemente los troncos, se encuentran cubiertos de musgo y

helechos. Lo habitan entre otros muchos animales, el lobo, zorro, lince, oso

negro, castores, venados, etc.

Figura 3.8 Bosque de conferas

Taiga

El bosque de conferas presenta un rea localizada ms al norte llamada Taiga. En este bioma, los inviernos son ms largos y fros. Los rboles de la taiga son

conferas, en gran parte. Su forma piramidal y sus hojas como agujas largas les

permiten quitarse la nieve con mucha facilidad. Debido a su clima tan riguroso, la

diversidad de vida en la taiga es ms baja que en muchos otros biomas.

Figura 3.9 Taiga.

Tundra

La tundra es el bioma que se encuentra antes de llegar a los polos. La tundra

del rtico es una vasta regin sin rboles que rodea al Ocano rtico.

Las temperaturas del invierno suelen alcanzar los -55C o menos, los vientos

corren a 50 100 kilmetros por hora y la precipitacin promedio anual es de

25 cm o menos, lo que hace de este lugar un desierto congelado.

Figura 3.10 Tundra.

Biomas acuticos

No todos los biomas estn localizados en la tierra. En realidad, la mayor

proporcin de la bisfera consiste de biomas acuticos. Como ya se

mencion anteriormente, los biomas acuticos se dividen en biomas

marinos y dulceacucolas. Los biomas marinos son los ms extensos del

planeta, pues cubren aproximadamente 71% de la superficie; mientras que

los biomas de agua dulce cubren apenas 1%.

Bioma marino

El bioma marino es un ambiente de agua salada que incluye sus ocanos y

sus costas. En el mar es donde se lleva a cabo la mayor parte del proceso

fotosinttico del mundo, a partir del cual se produce un gran porcentaje del

oxgeno que respiran los organismos acuticos y terrestres que hay sobre la

tierra. Las condiciones fsicas dentro del bioma marino varan

tremendamente. La luz, temperatura y presin del agua cambian con la

profundidad. La salinidad o contenido de sal del ocano tambin vara de

lugar a lugar.

Los componentes bsicos de estas sales son el NaCl o sal comn, el

magnesio, el calcio y el potasio.

Estuarios La gravedad causa que los ros fluyan hacia los ocanos. En el lugar donde

el ro desemboca en el mar, se acumulan materiales que el ro arrastra,

causando que la regin sea poco profunda. Estas reas superficiales o poco

profundas donde se mezclan el agua dulce y el agua de mar son llamadas

estuarios.

Aunque los estuarios representan cerca de 10% del bioma marino, pueden

contener 90% de la vida marina, esto debido a que reciben un rico

abastecimiento de nutrientes provenientes de los ros y de los terrenos

aledaos. Los estuarios proporcionan hbitat para una gran variedad de

plantas y animales.

Los estuarios estn ubicados en los litorales y son zonas existentes entre

los biomas marinos y los de agua dulce. La combinacin de agua dulce y

salada en estuarios es descrita como salobre. A causa de estas aguas

salobres, viven en esos lugares animales tanto de agua dulce como de

agua salada. Algunos peces tales como el salmn, pasan a travs de los

estuarios cuando migran desde el ocano hacia los ros para desovar.

Zonas marinas

El ambiente del ocano tiene muchas zonas diferentes. Las zonas son

clasificadas de acuerdo con la profundidad del agua, la presencia de luz y

distancia de la costa.

Figura 3.11 Esquema que nos muestra las diversas zonas del mar.

Biomas de agua dulce

La mayora de los ros, lagos y lagunas localizados en los continentes

contienen agua dulce. El agua de estos biomas tiene una concentracin de

sales mucho ms baja que el agua de mar.

Los biomas de agua dulce se clasifican en dos categoras: aguas en

movimiento (ros y arroyos) y aguas quietas (lagos, lagunas, charcas y

estanques). Existe un tercer bioma, los humedales, sitios que se inundan,

ya sea durante todo el ao o durante una temporada. Son ejemplos los

pantanos, las cinagas, las marismas y los manglares.

Los biomas de agua dulce tienen grandes variaciones estacionales y de

temperatura. A causa de estas variaciones, los organismos que viven en

los biomas de agua dulce deben adaptarse a los cambios ambientales que

los organismos marinos no enfrentan.

Agua quieta

Las condiciones que imperan en los lagos dependen fundamentalmente de

dos factores: su origen y sus dimensiones. El primero determina su

composicin qumica y biolgica. Mientras que el segundo determina que se

presenten procesos fsicos como el oleaje.

En funcin de su tamao, los lagos reciben distintos nombres. A los de

dimensiones reducidas se les suele llamar lagunas, y charcas cuando son

todava menores.

Agua en movimiento

Las aguas en movimiento de los ros hace difcil la vida para los organismos

que viven en el agua. A causa de que la vegetacin es frecuentemente

arrastrada por el agua en movimiento, los ros contienen pocas algas y otros

pequeos animales.

Humedales

La palabra humedal es un trmino relativamente nuevo ya que se empez a emplear hace aproximadamente 15 aos para englobar una serie de

ecosistemas como los pantanos, las cinagas, las marismas y los

manglares, entre algunos otros.

Los humedales tienen gran importancia ecolgica y econmica. La primera se

debe a que se encuentran entre los ecosistemas ms productivos y son el

hogar de muchos mamferos, aves, reptiles, anfibios y peces que no son

comunes en otros ecosistemas.

Los manglares tienen otra funcin tambin muy importante, la de formar

barreras rompeolas que dan proteccin a poblados en regiones expuestas a

huracanes.

Su importancia econmica est directamente relacionada a su importancia

ecolgica, ya que, por ejemplo, las marismas y los manglares son sitios donde

completan sus ciclos vitales animales marinos como los camarones y algunos

peces.

Figura 3.12 Manglar.

Energa y materia en el ecosistema

Sabemos que cualquier comunidad de organismos interactuando junto con su

ambiente abitico es un ecosistema. Los ecosistemas desarrollan dos

importantes funciones: la captura y uso de energa y el reciclado de nutrientes

necesarios para los organismos.

Toda la energa en la mayora de los ecosistemas inicia como radiacin del

sol. Las plantas y otros organismos fotosintticos capturan esta energa

radiante y la usan para convertir compuestos inorgnicos en compuestos

orgnicos ricos en energa durante la fotosntesis. La materia y energa en

esos compuestos pasa a travs de la comunidad mientras un organismo

consume a otro.

Es importante reconocer que el flujo de energa del ecosistema es

unidireccional, no cclico, es decir, la energa no se recicla, por lo que el

planeta la debe estar recibiendo continuamente del sol. En cambio, las

sustancias qumicas como el nitrgeno, carbono, oxgeno, agua y minerales

circulan en la bisfera, de tal manera que se estn reciclando

o reutilizando continuamente.

Ecologa de Ecosistemas

Ecosistema

Comunidad Ambiente Fsico

Seres vivos

Formada por

Energa

Materia

Requieren

Luz

Compuestos

minerales

CO2

Oxgeno

Compuesto por

proveen

El ecosistema es una Unidad Funcional

Los componentes estn vinculados por el Flujo de materia y energa

La ecologa de ecosistemas estudia los flujos de materia y energa.

Niveles trficos

En toda comunidad la materia y energa pasan de las plantas a los

consumidores de plantas, de los consumidores de plantas a los

consumidores de carne y un consumidor de carne a otro consumidor de

carne. Cada paso en la transferencia de materia y energa en una comunidad

es llamada nivel trfico. Los principales niveles trficos son los

productores, los consumidores, y los descomponedores.

Productores

Las plantas y algunos otros organismos fabrican sus propios alimentos por

lo que son llamados auttrofos. Los auttrofos son los nicos organismos

en una comunidad que pueden convertir los compuestos inorgnicos en

compuestos orgnicos usados como alimentos. Como los auttrofos

producen alimentos para ellos mismos y para la comunidad entera son

llamados productores.

Consumidores

Los animales, hongos, protozoarios y la mayora de las bacterias son

organismos que no pueden fotosintetizar y no fabrican sus propios alimentos,

por lo que se alimentan de otros organismos, por esta razn son llamados

hetertrofos o consumidores.

Algunos consumidores se alimentan directa y exclusivamente de

productores, la fuente de energa viva ms abundante en el ecosistema.

Estos herbvoros, que puede ser un, un conejo, una vaca, un venado o una

jirafa, se llaman consumidores primarios y forman el segundo nivel trfico.

Los carnvoros, como la araa, el halcn y el lobo, se alimentan de

herbvoros; se llaman consumidores secundarios y forman el tercer nivel

trfico. A veces, algunos carnvoros se comen a otros carnvoros y, cuando

lo hacen, forman el cuarto nivel trfico, el de consumidores terciarios.

Dependiendo de la naturaleza de su presa, los carnvoros tambin pueden

ser consumidores cuaternarios, que ocupan el quinto nivel trfico.

Un tipo particular de consumidores es el de los detritvoros o carroeros. Estos organismos son animales que se alimentan de los desechos o detritus,

de una comunidad como hojas cadas, ramas y troncos de rboles muertos,

heces, exoesqueletos de insectos, cadveres, etctera. Entre estos

consumidores tenemos las lombrices de tierra, cangrejos, garrapatas,

ciempis, algunos insectos, protistas, buitres y chacales

Figura 3.13 Los carroeros como los buitres desempean un papel muy importante en un

ecosistema, ya que eliminan la materia orgnica en descomposicin evitando la

acumulacin de cadveres y el surgimiento de muchas enfermedades.

Descomponedores

Las bacterias y los hongos son llamados descomponedores o desintegradores; obtienen su alimento de organismos muertos y desechos orgnicos. Los descomponedores son organismos que

digieren el alimento fuera de su cuerpo, absorben los nutrimentos que

necesitan y liberan los nutrimentos restantes. Mientras estos organismos

se alimentan, degradan los tejidos y los desechos de los organismos a

sustancias ms simples. A esto le llama proceso descomposicin. Los

descomponedores regresan el nitrgeno, los fosfatos y otras sustancias al

suelo o al agua. As, pueden ser vueltos a usar por los auttrofos,

comenzando de nuevo el ciclo. Si no existieran estos organismos, la

materia nunca sera reciclada.

Hay algunos consumidores que se alimentan tanto de plantas como de

animales y se les llama omnvoros. Como pueden comer todo tipo de

alimentos, pueden actuar como consumidores primarios, secundarios o

terciarios. Los seres humanos somos omnvoros; cuando comemos frutas

o verduras, somos consumidores primarios, pero cuando comemos carne

de pollo, de res o mariscos, somos consumidores secundarios

Cadenas y redes alimenticias

El patrn de alimentacin formado por esta serie de organismos es un

ejemplo de cadena alimenticia.

Para ilustrar quin se alimenta de quin en un ecosistema, los eclogos con

frecuencia identifican a un representante de cada nivel trfico, que se come

al representante del nivel inferior.

Supongamos que una oruga come hojas, un petirrojo se come a la oruga, y

a su vez un zorro se come al petirrojo. Cuando el zorro muere, es

consumido por los descomponedores

El patrn de alimentacin formado por esta serie de organismos es un

ejemplo de cadena alimenticia.

En una cadena alimenticia, la energa fluye de un organismo a otro a travs

de cada nivel trfico.

Figura 3.14 El primer nivel trfico de una cadena alimenticia

siempre est ocupado por un productor.

De dnde obtiene el productor la energa

que necesita para sobrevivir?

Figura 3.15 Dibujo que muestra un ejemplo de una cadena alimenticia marina, donde el productor

es el fitoplancton, formado por algas microscpicas que constituyen el alimento del

zooplancton formado de infinidad de pequeos animales marinos.

La mayora de los organismos comen ms de un tipo de alimentos. As, una

simple cadena alimenticia no proporciona un esquema completo del flujo de

energa en una comunidad. Un esquema ms completo del flujo de energa en

una comunidad consiste de muchas cadenas alimenticias. Todas las cadenas

alimenticias interconectadas componen una red alimenticia

Figura 3.16 Diagrama de una red trfica en la tundra rtica, durante la primavera y el verano. Las

flechas indican la direccin del flujo de energa. Esta red alimenticia est muy simplificada.

En realidad, forman parte de ella un nmero de especies de plantas y animales mucho

mayor que el que aqu se representa.

Circulacin de materia y energa

Auttrofos

Hetertrofos Fuentes de energa y

materia inorgnicas

Fuentes de energa y

materia orgnicas

Se alimentan principalmente de

organismos vivos Se alimentan de organismos

muertos, desechos, heces.

Descomponedores Consumidores

Produccin

primaria Produccin

secundaria

Pirmides ecolgicas

Los productores construyen y mantienen clulas por el uso de material

orgnico rico en energa que resulta de la fotosntesis.

Los consumidores construyen y mantienen clulas por el uso de materia

orgnica de los productores y consumidores que ellos comen.

La masa total de materia orgnica en cada nivel trfico es llamada biomasa.

La biomasa en cada nivel trfico contiene energa almacenada y es

alimento potencial para los organismos en el siguiente nivel trfico. Por

eso, tanto la materia como la energa son transferidas cuando los

organismos comen.

La transferencia de materia y energa desde un nivel trfico al siguiente no

es muy eficiente. Solamente una pequea fraccin de la biomasa en un

nivel trfico pasa al siguiente. La fraccin es pequea en parte porque no

todos los organismos de un nivel son consumidos por los organismos del

siguiente nivel.

Una pirmide ecolgica se usa para mostrar cuantitativamente las relaciones

nutricionales entre los productores y consumidores de diferentes niveles

trficos en un ecosistema.

Estos modelos piramidales ponen a los productores en la base y al carnvoro

superior en la punta.

Se pueden utilizar muchos tipos de informacin para construir pirmides

ecolgicas. Los tres modelos de pirmides ms comunes son: de biomasa,

energa y nmeros.

Una pirmide de biomasa se muestra en la figura 3.17.

La biomasa ms grande est en los productores en la base de la pirmide. Al

moverse hacia arriba de la pirmide, la biomasa disminuye en cada nivel

sucesivo de consumidores; es decir, se necesita ms biomasa de

productores para dar de comer a menos biomasa de consumidores.

Por ejemplo: 5000 gramos de plantas (productores) sirven de alimento y generan una

biomasa equivalente a 500 gramos del consumidor primario; a su vez, esta cantidad

servira para producir una biomasa de ms o memos 50 gramos de un consumidor

secundario.

Figura 3.17 Una pirmide ecolgica muestra que la biomasa

es mayor en los inicios de la cadena alimenticia.

Una pirmide de energa representa la energa contenida en la biomasa de

los niveles trficos. En cada nivel trfico, los organismos usan algo de energa

para sus propios procesos de vida. Mucha de esta energa es perdida

mientras se come. Algo de energa es tambin almacenada en la biomasa que

no es ingerida o en la que no se digiere.

Por eso, la energa disponible en cada nivel trfico es aproximadamente 10%

de la energa del nivel anterior.

Los eclogos llaman a esta transferencia poco eficiente de energa la ley de 10%.

Si los productores en la pirmide de energa de la figura 3.18 suministran

3000 caloras de energa, cuntas caloras sern transferidas a cada nivel

sucesivo, asumiendo la ley de 10%?

La energa que no es ingerida o digerida no est disponible para

transferirse al siguiente nivel trfico.

Figura 3.18 Estudios de varios ecosistemas indican que la transferencia neta de energa

entre los niveles trficos tiene una eficiencia aproximada de 10%.

Consumidor

Consumidor

Consumidor

Productor

Descomonedor

Sol

1,000,000

Calories

20,000

10,000 5,000

5,000

2,000 1,000

2,000

1,000 500

500

300 200

6,700

Total 20,000

Una pirmide ecolgica puede tambin mostrar los nmeros de organismos

en cada nivel trfico. En la naturaleza, hay mucho menos organismos en

cada nivel trfico superior.

Por ejemplo, una pradera est cubierta por una capa delgada de pasto y otras

plantas, estos organismos son los productores en la pradera. Una pradera tambin

tiene muchos consumidores primarios, tales como insectos, ratones y pjaros

comedores de semilla, pero van a existir unos cuantos menos consumidores

secundarios, tales como petirrojos y serpientes, y aun menos consumidores

terciarios, tales como halcones y gatos monts

El nmero de organismos en cada nivel trfico est directamente

relacionado a la cantidad de biomasa y energa en cada nivel. La biomasa

y la energa determinan el nmero de organismos que una comunidad

puede soportar.

Mientras la cantidad de biomasa y energa disponible para una comunidad

decrece, el nmero de organismos en la comunidad tambin decrece.

Observa en la pirmide de nmeros de la figura 3.19 cmo disminuye la

cantidad de organismos al subir de la base hacia la cspide de la

pirmide.

Figura 3.19 El nmero de organismos que pueden ser soportados en cada nivel

trfico decrece a medida que se avanza hacia la cspide de la pirmide.

Los ciclos en el ambiente

Ciclos biogeoqumicos

En los ecosistemas, hay un constante flujo y reflujo de materiales inorgnicos

desde el medio ambiente hacia los organismos y de stos al medio. Este

movimiento circular de los elementos y compuestos qumicos en los

ecosistemas recibe el nombre de ciclos biogeoqumicos.

Los elementos y compuestos que forman parte de los ciclos biogeoqumicos

son el carbono, el nitrgeno, el fsforo, el oxgeno, el azufre, el magnesio, el

calcio y el agua, entre otros.

Se les conoce como ciclos biogeoqumicos porque involucran componentes

geolgicos, biolgicos y qumicos del ecosistema.

Los componentes del entorno geolgico son:

1) la atmsfera, constituida fundamentalmente por gases; 2)

2) la litsfera, la corteza slida de la tierra, y

3) la hidrsfera, que comprende los ocanos, lagos y ros.

Los componentes biolgicos de los ciclos biogeoqumicos son los seres

vivos (productores, consumidores y descomponedores) y los componentes

qumicos son los materiales inorgnicos.

Ciclo del agua

El ciclo del agua o ciclo hidrolgico es el movimiento repetido de agua entre la superficie de la tierra y la atmsfera. El mayor reservorio de agua en el

mundo es el ocano, que contiene ms de 97% del agua disponible.

El ciclo hidrolgico es posible por la energa solar, que evapora el agua de la

superficie de los ocanos, lagos y lagunas y por la gravedad, que la regresa

a la tierra.

El agua que se evapora entra a la atmsfera como un gas llamado vapor de

agua. La evaporacin de los ocanos constituye el mayor intercambio de

vapor de agua entre la superficie y la atmsfera. En la atmsfera, el vapor de

agua se enfra y condensa para formar nubes. Eventualmente, las nubes

retornan el agua a la tierra como precipitacin en forma de lluvia, nieve o

granizo. El agua que cae sobre el suelo toma diversas vas. Parte del agua es

tomada por las plantas y animales; otra, alimenta los cuerpos de agua

superficiales (ros, arroyos, etc.) y subterrneos (mantos freticos), y una gran

cantidad escurre de la tierra de regreso al ocano.

Figura 3.20 En el ciclo del agua, esta sube a la atmsfera como vapor de

agua para caer despus a la tierra ya sea como lluvia, nieve o granizo.

Ciclo del carbono

Los dos procesos bsicos de la vida que participan en el ciclo del carbono

son la fotosntesis y la respiracin celular.

El carbono entra en la comunidad tras la captacin de bixido de carbono

(CO2) durante la fotosntesis. El CO2 es un compuesto gaseoso cuya reserva

ms importante es la atmsfera.

Cada ao se fija un promedio de 200 billones de toneladas de carbono

mediante el proceso de la fotosntesis, 90% de esta cantidad es fijado por

algas en los ocanos.

Son los productores los que fabrican compuestos de carbono ricos en

energa a partir de CO2 y H2O durante la fotosntesis. Parte del carbono es

regresada a la atmsfera por la respiracin celular realizada por los propios

productores y otra parte es incorporada al cuerpo de estos. De los

productores pasa a los consumidores y a los descomponedores que tambin

lo reciclan a la atmsfera por medio de la respiracin celular en forma de

CO2.

Parte del carbono tiene un ciclo mucho ms lento. Por ejemplo, los moluscos

extraen el bixido de carbono disuelto en el agua y lo combinan con calcio

para formar carbonato de calcio (CaCO3), con el cual construyen sus

conchas.

Al igual que el CO2 atmosfrico, este CO2 puede ser usado por los

productores para la fotosntesis.

Actividades humanas como el uso de los combustibles fsiles y la tala y

quema de los bosques del planeta estn aumentando la cantidad de CO2 en

la atmsfera.

Las conchas de los moluscos muertos forman depsitos submarinos que

con el paso del tiempo se transforman en piedra caliza. Cuando la piedra

caliza queda expuesta al agua, es erosionada por esta y el carbonato de

calcio se descompone liberando bixido de carbono en el agua.

Figura 3.21

En el ciclo del carbono, este

se toma de la atmsfera

durante la fotosntesis y pasa

a lo largo de los niveles

trficos. Se libera durante la

respiracin de todos los

niveles trficos y por la quema

de bosques y de combustibles

fsiles.

Combustible

fsiles

plantas animales

organismos muertos

Decomposicin de animales muertos

2 respiracin

respiracin

1 fotosntesis

Quema de

Combustible fsiles

5

4 3

CO2 atmosferico

El ciclo del carbono

Ciclo del nitrgeno El ciclo del nitrgeno es la ruta por la cual el nitrgeno se mueve entre los

organismos y la atmsfera.

El nitrgeno es un elemento esencial en muchos de los compuestos

encontrados en las clulas.

tambin contienen nitrgeno. La atmsfera est formada por

aproximadamente 78% de gas nitrgeno libre (N2), pero ni las plantas ni los

animales pueden usarlo directamente.

El gas nitrgeno debe ser convertido en otros compuestos como los nitratos

antes de que las plantas lo puedan absorber y utilizar.

El ciclo completo incluye cuatro procesos: fijacin de nitrgeno, nitrificacin,

amonificacin y desnitrificacin.

Por ejemplo, todos los aminocidos que forman las protenas en los

organismos contienen nitrgeno, las cuatro bases del ADN y ARN

Figura 3.22 En el ciclo del nitrgeno diferentes tipos de bacterias son responsables

del cambio del nitrgeno gaseoso a compuestos de nitrgeno tiles para

las plantas y del regreso del nitrgeno a la atmsfera nuevamente.

1 fijacion nitrogeno

5

bacteria

desnitrificante

3 decomposicion

por bacteria y hongos

N2 atmosferico

bacteria en

Ndulos de raices

De plantas y

En el suelo

nitrato (NO3)

4 bacteria

nitrificante

ammonia (NH3)

ammonium NH4+)

Desecho animales

Organismos muertos

El ciclo de Nitrogeno

asimilacion

animales asimilacion

plantas 2

Fijacin de nitrgeno

El gas nitrgeno en el aire es convertido a compuestos de nitrgeno tiles en

un proceso llamado fijacin de nitrgeno. La mayora de la fijacin de nitrgeno es desarrollada por bacterias fijadoras de nitrgeno que viven en el

suelo y el agua. Otras viven en los ndulos o reas abultadas de las races de

plantas llamadas leguminosas, como el frijol y el chcharo.

Durante el proceso de fijacin de nitrgeno, las bacterias fijadoras de

nitrgeno convierten el nitrgeno atmosfrico (N2) a amonaco (NH3), el cual

es usado por las plantas para formar compuestos orgnicos.

Los fertilizantes comerciales que contienen nitrgeno tambin incrementan

la cantidad de nitrgeno fijado en el suelo.

Nitrificacin

Algunas plantas usan directamente el amonaco, pero otras requieren que el

nitrgeno est en forma de nitratos. El proceso en el cual el amonaco es

convertido a nitratos es llamado nitrificacin. La nitrificacin ocurre cuando un grupo de bacterias llamadas nitrificantes transforman el amonaco a

nitritos (NO2) y despus a nitratos (NO3), los cuales son absorbidos por las

races de las plantas.

Amonificacin

La amonificacin es la produccin de amonaco a partir de la descomposicin de compuestos nitrogenados como los aminocidos y la

urea, encontrados en organismos muertos y en sus desechos. Este

proceso es llevado a cabo por los descomponedores.

El amonaco producido puede permanecer en el suelo o puede ser usado

por bacterias nitrificantes para producir nitratos. Tanto el amonaco como

los nitratos en el suelo son absorbidos por las races de las plantas y son

utilizados para producir aminocidos y otros compuestos de nitrgeno.

Esos compuestos llegan a ser parte de las clulas de las plantas y

cuando un consumidor ingiere estas plantas, los compuestos de nitrgeno

llegan a ser parte del cuerpo del consumidor.

Desnitrificacin

La desnitrificacin es la conversin de los nitratos a gas nitrgeno. Este proceso es realizado por un grupo de bacterias anaerobias llamadas

desnitrificantes, las cuales degradan los nitratos y liberan el nitrgeno a la

atmsfera.