ECOLOGIA GENERAL

1. 1
RADIACION SOLAR

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LUZ
LUZ NATURAL:
•Sol
•Bioluminiscencia

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BIOLUMINISCENCIA
Esta luz suele ser verdosa y "fría" porque no va acompañada de radiaciones infrarrojas ni produce calor alguno. Mecanismo: O2 + luciferina (luciferasa) + ATP Luciferina oxidada En este último proceso se libera el exceso de energía captado, esta vez en forma de luz
•Medusas, camarones y algunos peces comparten un mismo tipo de luciferina.
•Dinoflagelados y el krill poseen también una luciferina común, bacterias y las luciérnagas poseen químicas luminiscentes exclusivas.

4. LUZ SOLAR
Conjunto de radiaciones electromagnéticas proveniente de la fuente natural el sol.
Luz natural provenientes de insectos (luciferina-luciferasa), algas y peces de profundidad.

5. RADIACIÓN SOLAR Ondas electromagneticas Constante solar = 1353 W/m2= 1.94 cal/cm2/min

6. RADIACIÓN SOLAR
•Origina los patrones térmicos
•Causante de los patrones de circulación de los vientos y corrientes marinas
•Influye en la distribución de las precipitaciones
•Fuente de energía para el planeta Tierra
•Es un recurso continuo?
•Luz visible = 400 –700 nm = PAR (RFA)

7. Espectro Electromagnético de
la Luz

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> Longitud de onda y < frecuencia.
4.8 x 10 -14
4.8 x 10 -15
4.8 x 10 -16
4.8 x 10 -17
4.8 x 10 -18
4.8 x 10 -19
4.8 x 10 –20
4.8 x 10 -21
4.8 x 10 -22
4.8 x 10 -23
4.8 x 10 -24
4.8 x 10 -25
4.8 x 10 -26
4.8 x 10 -27
Calorías
Cantidad de energia por Cuanto
Longuitud de onda (λ)
10-3
10-2
10-1
1
101
102
103
104
105
106
107
108
109
1010
nm
Rayos gamma
Rayos X
Ultra Violeta
Infrarrojo
Microondas radio
400
430
490
530
580
630
700
nm
Violeta
Azul
Verde
Amarillo
Anaranjado
Rojo
Espectro visible
LUZ Y ENERGIA
1 nm = 10-9 m
< Longitud de onda y > frecuencia.

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Espectro visible Radiación fotosintéticamente activa
Fracción de la luz que puede ser percibida por el ojo humano cuya longitud de onda es más pequeña en el violeta (400 manómetros) y máxima en el rojo (700 - 750 manómetros).

10. Ondas cortas
(más energía)
Rango de luz que más impacta la Tierra
Rayos gamma
Rango calor escapa la superficie terrestre
Ondas largas (poca energía)
Rayos X
Radiación Ultravioleta
Radiación casi- infraroja
Radiación infraroja
microondas
Ondas de radio
Luz visible
Longitud de onda (nanometros)
Luz visible
400
450
500
550
600
650
700

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Luz ultravioleta
UV: 380 – 15 nm
•UV-A: 380 - 315 nm. Inofensiva y pasa la capa de ozono.
•UV-B: 315- 280 nm. Es menos letal que la UV-C, pero peligrosa y puede acarrear daños a la salud y el ambiente.
•UV-C: < 280 nm. Es letal para todas las formas de vida y casi bloqueada por completo por la capa de ozono.

12. 12
Luz infrarroja
•IR cercana: 740 – 4000 nm.
•IR lejana : 4000 – 100 000 nm (calor)

13. Ecuación de la fotosíntesis
12H2O + 6CO2
6O2 + C6H12O6 + 6H2O
Agua
Dióxido carbono
Oxígeno
Glucosa
Agua
Energía lumínica

14. Tipos de pigmentos
•Clorofilas a y b.
•Bacterioclorofilas.
•Carotenoides: carotenos y xantofilas.
•Antocianinas.
•Ficobilinas: ficocianina y ficoeritrina.

15. Clorofilas
Absorción de ondas (%)
Longitud de onda (nanómetros)
Clorofila b
Clorofila a
Pigmento más común en fotoautótrofos

16. EFECTO SOBRE LAS PLANTAS
Fotosíntesis Plantas C4: Caña de azúcar y maíz Utilizan toda la luz que caen sobre sus hojas. No pierden bióxido de carbono a través de la fotorrespiración. A medida que lo liberan lo van tomando de la atmósfera. Acumulan mas materia seca. Plantas C3: Café, cacao. A altas temperaturas se retarda la fotosíntesis y se incrementa la fotorrespiración, por lo tanto acumulan menos carbohidratos cuando hay alta intensidad de luz. Plantas CAM: Tunas Fijan el CO2 por las noches cuando las temperaturas son bajas y la humedad alta.

17. •Es conocida porque el primer compuesto estable es de tres carbonos: fosfo-gliceraldehido (PGA), producida en el ciclo de Calvin-Benson.
•En plantas C4 se produce el fenómeno de fotorrespiracion.
•Los estomas cierran en días calientes y secos.
•Dentro de la hoja:
–Aumentan niveles de oxígeno.
–Niveles de dióxido carbono bajan.
•Rubisco fusiona a la Ribulosa bifosfato con el oxígeno en vez de CO2.
Plantas C3

18. Plantas C3

19. Plantas C4
•Dióxido de carbono se fija dos veces
–El CO2 se fija en el mesófilo para formar un oxalacetato de 4 carbonos
–El oxalacetato se transfiere a células almacenamiento
–Dióxido de carbono se libera y se fija nuevamente en ciclo de Calvin-Benson

20. Plantas C4

21. Plantas CAM
•El carbono se fija dos veces en las mismas células.
•De noche:
El CO2 se fija en ácidos orgánicos.
•De día:
El CO2 se libera y se fija en el ciclo
Calvin-Benson.

22. Plantas CAM

23. Resumen fotosíntesis
LUZ
6O2
12H2O
CICLO CALVIN-BENSON
C6H12O6
(Glucosa fosforilada)
NADPH
NADP+
ATP
ADP + Pi
PGA
PGAL
RuBP
P
6CO2
Producto (e.g., sacarosa, almidón celulosa
REACCIONES LUMÍNICAS
6H2O
REACCIONES INDEPENDIENTES LUZ

24. 24
Plantas e intensidad luminosa

25. 25

26. La cubierta vegetal intercepta una gran cantidad de luz
La cantidad de luz que llega a cualquier altura de la cubierta vegetal depende del número de hojas que hay por encima
La cantidad de luz que penetra en la vegetación y llega al suelo varía tanto con la cantidad como con la posición de las hojas
Se expresa como un índice de superficie foliar (ISF) ISF = Superficie foliar por unidad de superficie del terreno (m2 de superficie foliar/m2 de superficie de suelo)
DENSIDAD FOLIAR

27. Manuel Ñique A.
27

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Radiación fotosintéticamente activa
Punto de compensación de luz (PCL)
(F max) Tasa máxima de fotosíntesis con saturación de luz
Punto de saturación de luz (PSL)
Fotoinhibición
CO2 absorbido = CO2 emitido
RESPUESTA DE LA ACTIVIDAD FOTOSINTETICA A LA CANTIDAD DE LUZ DISPONIBLE

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Radiacion fotosintéticamente activa
PCL sol
PCL sombra
F max a la sombra
PSL
PSL
F max al sol
Plantas esciáfitas
Plantas heliófitas
Patrones de respuesta fotosintética a la disponibilidad de luz

30. ABSORCIÓN DE LUZ POR LOS PIGMENTOS FOTOSINTÉTICOS EN EL ESPECTRO DE RADICACIÓN SOLAR
va ve am an r
CLOROFILA Absorbe luz roja y violeta Refleja luz verde y azul CAROTENOIDES Absorben luz azul y verde Reflejan luz amarilla y anaranjada
Clorofilas
Carotenoides
Absorción relativa
400 500
700
600
Longitud de onda (nm)

31. 31
Luz en un cuerpo de agua continental

32. 32
Luz en un océano

33. LUZ Y ADAPTACIONES
Relojes biológicos Fotoperíodo (Modelo de Bünning) Plantas tolerantes a la sombra Plantas no tolerantes a la sombra Caída estacional de hojas Fototaxias y fototropismos Coloraciones cripticas, aposemáticas, mimetismo Defensas contra la radiación UV

34. EFECTO SOBRE LAS PLANTAS
Respecto a la intensidad luminosa
•Plantas heliófitas o plantas intolerantes a la sombra: “Plantas de Sol”
•Plantas esciáfitas o umbrófitas o plantas tolerantes a la sombra: “Plantas de sombra”

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FOTOPERIODISMO: Regulación del florecimiento de las plantas por la duración del número de horas de luz.
•Plantas de día largo: Rábano, trébol, espinaca, cebolla.
•Plantas de día corto: Tabaco, dalia, crisantemo, soya, papa.
•Plantas indeterminadas o indiferentes: Diente de león FOTOTROPISMO: Orientación de los órganos de la planta con respecto a la luz (positivo y negativo).

37. 37

38. 38

39. 39

40. 40
¿Cómo se mide la luz? Lux Lumen Pies candela

41. M. Sc. José Luis GIL BACILIO lugibatm_65@hotmail.com #955931167 Profesor Principal, UNAS