ESTRUCTURA Y DINÁMICA DE LOS ECOSISTEMAS
LA ECOLOGÍA “Es la ciencia que estudia los ecosistemas” Las científicos encargados del estudio se llaman Ecólogos.
LOS ECOSISTEMAS Conjunto de seres vivos y factores ambientales que existen en una zona determinada y las relaciones que se establecen entre ellos. BIOTOPO: es el lugar o medio físico de un ecosistema y sus propiedades FQ. Estas propiedades dependen de FACTORES AMBIENTALES (Luz, Tª, H2O, Salinidad, pH…). COMPONENTE ABIÓTICO. BIOCENOSIS: es el conjunto de seres vivo que habitan en un lugar determinado y las relaciones (INTRA E INTERESPECÍFICA) que se establecen entre ellos. COMPONENTE BIÓTICO.
CLASIFICACIÓN ECOSISTEMAS BIOMA: son zonas de la tierra que comparten un clima, una vegetación y una fauna similar. 1. TERRESTRES: según las condiciones climáticas diferenciamos tres zonas: fría (taiga, tundra), cálida (pluvisilva, sabana, desierto) y templada (bosque mediterráneo, bosque caducifolio).
2. ACUÁTICOS: pueden ser MARINO y de AGUA DULCE.
FACTORES ABIÓTICOS • TEMPERATURA: Condiciona la vida de los organismos, sus adaptaciones:
límites
-2ºC
- ANIMALES ECTOTERMOS: Su Tª se adapta a la del medio, para ello se esconden bajo la tierra, reducen su metabolismo…
- ANIMALES ENDOTERMOS: Mantienen su temperatura constante mediante estructuras aislantes (plumas, pelo, grasa...). Ej. oso polar.
y
50ºC.
Sus
• HUMEDAD: Es el vapor de agua que existe en el aire atmosférico. Todos los seres vivos dependen del agua para vivir, es decir, realizar sus funciones vitales y presentan numerosas estrategias para retenerla . VEGETALES - Reducción tamaño hoja - Endurecimiento planta - Raíces grandes y desarrollada - Tejido de acumulación
ANIMALES - Cubiertas impermeables - Exoesqueleto artrópodos - Escamas y gl. Mucosas reptiles - Orina semisólida, heces secas
• LUZ: Es la fuente de energía necesaria para realizar procesos importantes como FOTOSÍNTESIS, y procesos como FLORACIÓN, COSTUMBRES ANIMALES… ADAPTACIONES -
Hojas grandes y aplanadas Trepadoras Animales nocturnos (ojos grandes) Bioluminiscencia
la la
• PRESIÓN: en ecosistemas terrestres la P disminuye con la altura y en los ecosistemas acuáticos la P aumenta con la profundidad.
ADAPTACIONES - Vejiga natatoria - Forma plana - Dieta rica en Hidratos de Carbono
• SALINIDAD: es la cantidad de sales disueltas en el agua. Su concentración es muy elevada en los mares (35 g/L) y en agua dulce (5 g/L). ADAPTACIONES - Glándulas secretoras sal - Células con = [sales] que el medio
LOS ECOSISTEMAS FACTORES ABIOTICOS
El medio ambiente de un organismo está constituido por todos los factores o condiciones que existen en el lugar en el que habita y que influyen sobre él en algún momento de su vida.
Los factores abióticos son las características fisico-químicas que posee un medio. No dependen directamente de los seres vivos, aunque su actividad puede modificarlos. MEDIO ACUATICO
MEDIO TERRESTRE
TEMPERATURA: disminuye con la profundidad
LUZ: importante en la fotosíntesis
LUZ: importante para los organismos fotosintéticos
HUMEDAD: proporción de vapor de agua en el aire
GASES DISUELTOS: la cantidad de oxígeno en el agua para la respiración y el dioxido de carbono para la fotosíntesis son muy importantes
TEMPERATURA: importante en las reacciones químicas, asi como en la disponibilidad de alimento
SALINIDAD: la cantidad de sales, condicionará el tipo de seres vivos que puedan vivir alli.
SUELO: su composición química así como su textura condicionará a los seres vivos que alli puedan vivir
LÍMITES DE TOLERANCIA Y FACTORES LIMITANTES
ZONA DE TOLERANCIA: es la determinada por unos límites de tolerancia, de modo que por encima o por debajo la supervivencia es más difícil y la población puede desaparecer.
ZONA ÓPTIMA: en la que la especie crece más rápido, deja más descendencia y sobrevive mejor.
Las diferentes curvas para un determinado factor permite diferenciar 2 tipos de organismos: - EURIOICOS: pueden vivir en márgenes muy amplios de los factores ambientales. Son curvas anchas. - ESTENOICOS: solo puede vivir entre un rango estrecho de los factores del medio. Curva estrechas
FACTORES BIÓTICOS
RELACIONES que se producen entre los organismos de la BIOCENOSIS. • RELACIONES
INTRAESPECÍFICAS: son las que se establecen entre los indiviiduos de la misma especie. Pueden ser: • R. COMPETENCIA (perjudiciales): 2 Ó más individuos compiten por un determinado recurso (espacio, comida, luz…) El resultado es la exclusión, separación.
• R. COOPERACIÓN (beneficiosas): su objetivo es la protección de las crías, reproducción, obtención de alimento, defensa…
• RELACIONES INTERESPECÍFICAS: son las que se establecen entre organismos de distinta especie.
RELACIONES INTRAESPECÍFICAS • FAMILIARES: se establece entre el progenitor y la prole. Su principal función es la reproducción y el cuidado de las crías. Las hay monógamas, constituidas por un macho y una hembra, y polígamas, formadas por un miembro de un sexo y varios del otro, como sucede con los ciervos. • SOCIALES: Son agrupaciones formadas por distintas castas de individuos, cada una con una función diferente. Es característica de los insectos sociales, como las abejas. • COLONIALES: se produce entre individuos unidos físicamente que provienen de un progenitor común, cada uno realiza una función diferente. Es característico de poríferos y de cnidarios. • GREGARIAS: se produce en individuos que viven en común durante un determinado periodo de tiempo, como ayuda de defensa, búsqueda de alimento,… por ejemplo los elefantes, aves,…
RELACIONES INTERESPECÍFICAS • INQUILINISMO: un individuo (INQUILINO) encuentra cobijo en alguna estructura de otro organismo al que no perjudica ni beneficia. Ej. Aves con determinados árboles. • COMPETENCIA: se da entre individuos de igual o distinta especie cuando utilizan un mismo recurso limitado, por alimento,… Ej. Cebras – Ñus pudiendo originar la exclusión del territorio. •DEPREDACIÓN: un individuo (depredador) se alimenta de otro (presa), al que causa muerte. Producen una regulación de ambas poblaciones. Ej. Lobos – Corderos, Búhos – Ratones, …
•MUTUALISMO: 2 Ó más individuos se asocian no permanentemente para obtener un beneficio mutuo. Ej. Buey – Garcillas bueyeras. Cuando la relación es tan beneficiosa que no pueden vivir la una sin la otra se llama SIMBIOSIS (Ej. LÍQUENES = HONGO – ALGA). •PARASITISMO: un individuo (PARÁSITO) vive a expensa de las sustancias nutritivas del otro (HOSPEDADOR), al que produce daño sin provocarle la muerte.
LAS POBLACIONES EN LOS ECOSISTEMAS
POBLACIÓN: es el conjunto de organismos de la misma especie que viven en una zona determinada y puede reproducirse entre sí. El nº de individuos de una población varía en el tiempo en función de diferentes factores. Así la natalidad y la migración aumenta el tamaño de población mientras que la emigración disminuyen.
SITUACIÓN IDEAL: recursos ilimitados + espacio suficiente = CRECIMIENTO EXPONENCIAL
- En un principio el crecimiento es lento, pero después aumenta de forma progresiva. - Su representación se denomina CURVA EN FORMA J.
- Es un crecimiento propio de especies que colonizan por primera vez un ecosistema o bien de aquellas que se mantienen en un laboratorio con recursos alimenticios ilimitados.
SITUACIÓN REAL: las poblaciones no crecen indefinidamente por factores como:
– Depredación y la Escasez Recursos (RESISTENCIA AMBIENTAL) que provocan la muerte de individuos y frenan su crecimiento. – La población va a crecer hasta un límite o valor máximos que se denomina CAPACIDAD DE CARGA (K), a partir del cual el crecimiento es casi 0. - Su representación se denomina CURVA EN FORMA S. 1. Crecimiento lento. 2. Crecimiento rápido. 3. y 4. Crecimiento más (próximo a K). 5. Estabilización población.
lento
El nº de individuos está condicionado por las características del ambiente. Así diferenciaremos: – Especies adaptadas a vivir en ambiente inestables, reproducción rápida y con muchos descendientes. No prestan cuidados a sus crías por lo que la mortalidad es elevada. Son ESPECIES ESTRATEGAS DE LA r. – Especies adaptadas a vivir en ambientes estables, poseen una tasa de reproducción baja, tienen pocos descendientes. Son de mayor tamaño y proporcionan cuidado a sus crías lo que diminuye la mortalidad y la población se mantiene cerca de la k. Son ESPECIES ESTRATEGAS DE LA k
-
-
-
-
ESTRATEGA DE LA r: Sp. Generalistas Habitan ecosistemas inestables o en primeras fases de desarrollo. Tiempo de vida corto Alta tasa de reproducción. Elevada mortandad infantil. Organismos pequeños Productividad elevado por su tasa reproducción
-
ESTRATEGA DE LA k: Sp. Especialistas. Adaptadas a vivir en ambientes estables. Individuos longevos. Baja tasa de reproducción. La mayoría alcanza edad adulta. Organismos grandes. Productividad baja.
Dinรกmica de los Ecosistemas Niveles trรณficos
Los organismos se clasifican en funciรณn de cรณmo obtienen el alimento, es decir, se clasifican en NIVELES TRร FICOS: - PRODUCTORES - CONSUMIDORES - DESCOMPONEDORES
Niveles tróficos •PRODUCTORES: organismos autótrofos que fabrican su propia materia orgánica (su alimento), a partir de materia inorgánica. Son las algas, las plantas y las bacterias fotosintetizadoras. •CONSUMIDORES: son organismos heterótrofos que se alimentan de materia orgánica viva. Hay varios tipos: Consumidores primarios: se alimentan de los productores. Son los herbívoros. Consumidores secundarios: se alimentan de los consumidores primarios. Son los carnívoros. Consumidores terciarios: son los depredadores que se alimentan de consumidores 1º y 2º. •DESCOMPONEDORES: organismos heterótrofos que transforman la materia orgánica en inorgánica para devolverla al medio para ser utilizada por los productores. Son hongos y bacterias.
CADENAS Y REDES TRÓFICAS La representación de las relaciones alimentarias que se establecen entre los seres vivos de un ecosistema se llama: CADENA TRÓFICA - Secuencia SIMPLE y LINEAL - Indica quién es consumido por quién. - Cada eslabón representa un nivel trófico
RED TRÓFICA - Son interconexiones entre distintas cadenas tróficas.
SUCESIÓN ECOLÓGICA Los ecosistemas son DINÁMICOS, es decir, sufren cambios, llamados sucesión ecológica (son procesos continuos y lentos que pueden tardar años en completarse). La SUCESICIÓN provoca: - Un aumento de la DIVERSIDAD DE ORGANISMOS - Un aumento de la COMPLEJIDAD DEL ECOSISTEMA - Un aumento de BIOMASA - Aumenta la RESISTENCIA A CAMBIOS •PRIMARIAS TIPOS •SECUNDARIAS
SUCESIÓN PRIMARIA
- INICIO DE FORMA NATURAL - SIN INTERVENCIÓN HUMANA - SE DA EN UN ÁREA QUE NO HA SIDO COLONIZADO POR ORGANISMOS - EJEMPLOS: Isla volcánica, Lago, Delta
SUCESIÓN SECUNDARIA
- SE DA EN ZONAS EN LA QUE YA HABÍA EXISTIDO CIERTAS COMUNIDADES QUE POR CIRCUNSTANCIAS NATURALES O ACTIVIDAD HUMANA (INCENDIOS, INUNDACIONES,…)
La tendencia es alcanzar la etapa de MÁXIMA ESTABILIDAD O CLIMÁX, se considera como el ESTADÍO FINAL de la sucesión que se relantiza, mediante los FACTORES LIMITANTES (Tª, luz, escasez de nutrientes,…) que impide que la biomasa crezca.
Los Ecosistemas puede sufrir un proceso inverso, REGRESIร N, por causas naturales o actividad humana. Regresiรณn por deforestaciรณn. Se mantiene el suelo Erupciรณn volcรกnica que cubre el terreno de lava
PIRÁMIDES TRÓFICAS
Es la representación gráfica que refleja la estructura trófica, es decir las relaciones alimentarias de un ecosistema. Se representan por barras horizontales de misma altura que se superponen. Cada barra representa un nivel trófico. En la base se sitúan los productores, encima los consumidores 1º, después 2º, etc… Pueden ser de biomasa, de nº y de E.
TIPOS PIRÁMIDES TRÓFICAS
BIOMASA: representa la cantidad de m.o. viva o muerta que hay encada nivel. Se mide en g/m2, etc. Pueden ser invertidas.
NÚMEROS: cada barra representa el nº de individuos por nivel trófico, el valor disminuye a media que asciende en los niveles tróficos. La información que suministra es poco útil si se pretende comparar dos ecosistemas porque no indica la importancia real de los organismos en cada nivel. Pueden ser invertidas.
ENERGÍA: indica la energía almacenada en un nivel trófico en un momento determinado y que queda disponible para el próximo nivel trófico. – Son las que aportan mayor información. (Kcal-g/m2). – La E es utilizada por cada eslabón de la cadena en la obtención y digestión del alimento y mantenimiento de las funciones vitales. – No pueden ser invertidas porque la E de un nivel trófico tiene que ser siempre mayor que la del nivel superior
BIOMASA NÚMEROS
ENERGÍA
E Y MATERIA EN LOS ECOSISTEMAS
FLUJO DE ENERGÍA: – Fuente de E: SOL – La E es utilizada por los PRODUCTORES mediante la fotosíntesis. – Los PRODUCTORES Y CONSUMIDORES utilizan gran parte de E en RESPIRACIÓN Y PROCESOS METABÓLICOS. – Es unidireccional. – La cantidad de E en un NIVEL TRÓFICO es MAYOR que la del nivel superior. – Un 10% de la E procedente de un nivel trófico puede pasar a los organismos del siguiente nivel. Otra parte se cede al medio en forma de Q y no se utiliza.
CICLO DE LA MATERIA: – CÍCLICO – La materia, no se pierde, sino que se recicla continuamente.
– La m.o. procedente de heces, excrementos, restos orgánicos y cadáveres de seres vivos, es transformada por los DESCOMPONEDORES EN m.i. que es aprovechada por los AUTÓTROFOS que generan nueva m.o. que servirá de alimento a los HETERÓTROFOS. – Finalmente cuando mueren los autótrofos y heterótrofos, el ciclo comienza de nuevo.
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Los diferentes elementos químicos pasan del suelo, el agua o el aire a los organismos y de unos seres vivos a otros, hasta CICLOS BIOGEOQUÍMICOS que vuelven, cerrándose el ciclo, al suelo o al agua o al aire.
GASEOSOS
atmósfera – océanos
SEDIMENTARIOS
BIOELEMENTOS: H, O, C, N, P, S
suelo-rocas-minerales
CICLO DEL CARBONO PRODUCTORES: captan CO2 de la atmósfera, o el disuelto en el agua para transformarlo en m.o. PRODUCTORES, CONSUMIDORES Y DESCOMPONEDORES utilizan m.o. liberando CO2 mediante la respiración. Quema combustible fósil, actividad humana también liberan CO2. DESCOMPONEDORES: descomponen m.o. para obtener m.i liberando CO2.
CICLO DEL NITRÓGENO BACTERIAS FIJADORAS DE N: presentes en el suelo y raíz captan N2 atmosférico y lo transforman en NH3. BACTERIAS NITRIFICANTES: la m.o por los descomponedores se transforman en m.i. formando NH4 que las bacterias transforman en NH3. BACTERIAS DESNITRIFICANTES: transforman nitratos del suelo en N que devuelven a la atmósfera. PRODUCTORES Y CONSUMIDORES mediante la alimentación consiguen N para proteínas y ác. Nucleicos.
CICLO DEL FÓSFORO Cuando mueren el FOSFATO se libera y se incorpora al suelo. Toman P soluble del suelo en forma de FOSFATOS
La EROSIÓN rocas marinas libera FOSFATOS
El P pasa a través de la alimentación a consumidores y descomponedores.
CICLO AZUFRE Es el más intervenido por las actividades de las personas, principalmente por la combustión del carbón
PRODUCTORES: absorben S en forma de SULFATOS COMBUSTIÓN FÓSIL Y S VOLCÁNICO de la atmósfera regresan ecosistema en forma de agua de lluvia. DESCOMPONEDORES: liberan SULFURO DE H es oxidado por las bacterias a SULFATOS.