El documento describe los diferentes factores bióticos y abióticos que afectan los ecosistemas. Explica las ramas de la ecología como la autoecología y la sinecología. También define conceptos clave como nicho ecológico, biodiversidad y factores ambientales como la luz y la temperatura que influyen en los organismos.

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CIENCIAS BIOLÓGICAS ECOLOGÍA Lic. M.Cs. Wálter Grau Chávez

4. RAMAS DE LA ECOLOGÍA Autoecología Sinecología Dinámica de Poblaciones Ecología Aplicada Ecología de Sistemas Las relaciones entre un solo tipo de organismos (una especie) y el medio en que vive. Las relaciones entre diversas especies pertenecientes a un mismo grupo y el medio en que vive. Las causas y modificaciones de la abundancia de especies en un medio dado. La tendencia moderna de protección a la naturaleza y el equilibrio de ésta en el medio ambiente rural y urbano. La mas moderna rama de esta ciencia; emplea las matemáticas aplicadas en modelos matemáticos y de computadora para la comprensión de la problemática ecológica. ESTUDIA ESTUDIA ESTUDIA ESTUDIA

5. NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA ECOLOGÍA

7. INDIVIDUO U ORGANISMOS POBLACIÓN COMUNIDAD O BIOCENOSIS ECOSISTEMA BIOSFERA Nivel más bajo de organización dentro de la Biosfera, Habita un espacio (habitat), al cual está adaptado, Estableciendo su nicho ecológico Conjunto de individuos de la misma especie, que ocupa un determinado lugar Conjunto de poblaciones que ocupan un lugar Determinado (biotopo) Región del planeta que comprende el conjunto de todos los seres vivos y en el cual se hace posible su existencia. Es una zona de vida relativamente delgada (20 Km). Interrelaciones entre Biocenosis y Biotopo Biocenosis + Biotopo (comunidad viva) (ambiente físico-químico específico)

8. TERMINOLOGÍA BÁSICA DESARROLLO DESARROLLISMO DESARROLLO SOSTENIBLE Progreso humano respetando los valores culturales nativos y los recursos naturales Crecimiento económico, sin respeto a los valores Nativos, al derroche de los recursos naturales y la Destrucción del ambiente. Forma de desarrollo o progreso que satisface las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las generaciones venideras de satisfacer sus propias necesidades.

9. HOMEOSTASIS BIODIVERSIDAD Capacidad del propio ecosistema por medio de su propia Autorregulación, para mantener su estabilidad. Diversidad biológica, diversidad de la vida; es un recurso natural renovable, que debe cuidarse, ya que por su propia naturaleza, puede regenerarse en un tiempo más o menos breve, si las condiciones medio ambientales son favorables. EJEMPLOS Selvas Tropicales mayor biodiversidad Manglares (Tumbes y Piura). Arrecife de coral

10. Ley del Mínimo de Liebig Todos los organismos vivos requieren de concentraciones mínimas de elementos para sobrevivir. Ejemplo: concentración mínima necesaria de la fórmula de fertilizante: nitrógeno, fósforo y potasio (N.P.K). Ley de Tolerancia o de Shelford Todos los seres vivos necesitan elementos mínimos, pero el exceso los perjudica. Los organismos que toleran amplias variaciones en la concentración de un nutriente se les denomina anteponiendo el prefijo EURI a la característica correspondiente. Ejemplo: Plantas euritermales, plantas eurihialinas. Los organismos que toleran estrechas variaciones en la concentración de un nutriente se les denomina anteponiendo el prefijo ESTENO a la característica correspondiente. Ejemplo: Plantas estenotermales, plantas estenohialinas. Fe f (función) N.O.

11. Organismos estenoicos : Son aquellos que presentan una tolerancia restringida a un determinado factor ambiental. Organismos eurioicos : Son aquellos que presentan mayor tolerancia a un determinado factor ambiental. Especie Eurioica c Especie Estenoica

14. Regulación de la temperatura corporal, la acidez, el grado de humedad, la salinidad de los fluidos y tejidos … Absorción de calor Pérdida de calor Absorción de sustancias para el metabolismo celular Excreción de productos de desecho y sustancias sobrantes

16. Los organismos viven dentro de unos rangos que van desde demasiado o demasiado poco, los llamados límites de tolerancia. Este concepto de que ciertas Condiciones mínimas y máxima limitan la presencia y el éxito de un organismo, se denomina Ley de la Tolerancia de Shelford En 1840 un especialista alemán en química orgánica llamado Justus von Leibig desarrolló un concepto que ahora se conoce como la ley del mínimo de Leibig: “ la actividad (supervivencia, crecimiento y reproducción) de un organismo está en función del factor ambiental que se halla en valores más limitantes”

17. La distribución de los seres vivos refleja la variación ambiental Por distribución entendemos la presencia o ausencia de un determinado organismo. La abundancia se refiere a la cantidad o al tamaño poblacional. La distribución geográfica de un organismo se ve limitada a la variedad de características del medio físico del ambiente (suelo, temperatura, humedad, altitud, latitud, etc. La abundancia de una especie aumenta a medida que nos desplacemos hacia unas condiciones ambientales óptimas. Cada organismo ocupa un hábitat concreto Los organismos reaccionan ante una variedad de factores ambientales, y sólo pueden ocupar un cierto hábitat cuando los valores de esos factores caen dentro del rango de tolerancia de la especie. El lugar real en que vive un organismo es lo que se conoce como hábitat. Debido a que el hábitat describe una localización podemos definirlo a distintos niveles o escalas (país en que vivimos la región o la ciudad de residencia, o incluso la misma casa que habitamos.

23. Organismos Fotosintéticos Consumidores 2º, 3º, 4º órdenes Herbívoros Cadáveres, residuos orgánicos Reservorio de materia orgánica descompuesta TEMPERATURA LUZ AGUA SUELO VIENTO ACIDEZ OTROS Reductores biológicos Hongos, bacterias sales minerales CO 2 FACTORES ABIOTICOS FACTORES BIOTICOS Energía en Forma de calor CO 2 O 2 FOTOSINTÉTICO H 2 O FOTOSINTÉTICO ESTRUCTURA DE LOS ECOSISTEMAS

34. CLASIFICACIÓN DE LOS ANIMALES POIQUILOTERMOS (sangre fría) HOMOTERMOS (sangre caliente) Reptiles Anfibios Aves Mamíferos HETEROTERMOS Murciélagos Abejas Según su temperatura

44. La radiación solar que llega a la superficie Terrestre varía de un Lugar para otro D O S F A C T O R E S C A U S A N T E S En primer lugar: A latitudes más altas, la radiación llega a la superficie con una mayor inclinación, y por ello se extiende sobre un área mayor En segundo lugar: La radiación que llega a la atmósfera con una marcada inclinación, atravesará una capa de aire mayor para llegar a la superficie terrestre. Tropezará con un mayor número de partículas y de esta forma, se reflejará hacia el espacio una mayor cantidad de radiación

50. EXPLICACIÓN DE LA FUERZA DEL EFECTO CORIOLIS: La fuerza coriolis evita que las masas de aire fluyan directamente del ecuador hacia los Polos. Su efecto crea una serie de cinturones de vientos dominantes, que toman el nombre de la dirección de donde proceden. En las regiones polares encontramos los vientos Polares del este; cerca del ecuador se encuentran los alisios del este. En las latitudes Medias encontramos los vientos del oeste. Todos estos cinturones rompen el flujo directo Del aire hacia el ecuador y el flujo de las capas altas hacia los polos, en una serie de células de convección. Estas células de convección provocan la aparición de un a serie De zonas de alta o baja presión.

54. La precipitación tiene un patrón global A medida que los vientos del oeste circulan sobre los océanos de las zonas tropicales, absorben humedad. El aire caliente se enfría al elevarse. Cuando éste alcanza el punto de rocío, se forman las nubes y el agua precipita en forma de lluvia. Este proceso produce gran cantidad de precipitaciones en las regiones tropicales de Asia suroriental, Sudamérica y África, así como lluvias importantes en el sudeste de Norteamérica.

61. PROPIEDADES DEL SUELO SEGÚN SU COMPOSICIÓN Arenoso Arcilloso Calizo Permeabilidad alta nula media Almacenamiento de agua poco mucho poco Aireación buena mala buena Nutrientes pocos muchos mucho calcio

78. Biota o Comunidad Biótica T R E S C A T E G O R I A S B A S I C A S PRODUCTORES CONSUMIDORES SAPROFITOS Y DESCOMPONEDORES AUTÓTROFOS HETERÓTROFOS

86. Autótrofos: Elaboran su propia materia Orgánica a partir de nutrientes inorgánicos y una fuente de Energía del ambiente Heterótrofos: Se alimentan de materia orgánica para obtener energía PRODUCTORES Plantas verdes fotosintéticas: se sirven de la clorofila para absorber la energía luminosa Bacterias fotosintéticas: se sirven de un pigmento purpúreo para absorber la energía de la luz. Bacterias quimiosintéticas: emplean compuestos químicos inorgánicos altamente energéticos, como el sulfuro de hidrógeno CONSUMIDORES SAPROFITOS Y DESCOMPONEDORES Organismos que se alimentan de materia orgánica muerta Consumidores primarios/ herbívoros: Animales que se alimentan sólo de vegetales Consumidores secundarios/carnívoros: Animales que se alimentan de los Consumidores primarios. Consumidores de orden superior/ carnívoros: animales que se alimentan de otros carnívoros. Omnívoros: consumidores que se alimentan tanto de plantas como de animales Parásitos: Vegetales o animales que toman como Huésped a otra planta o animal para Alimentarse de él durante un periodo Prolongado. Descomponedores: hongos y bacterias de putrefacción. Saprofitos primarios: organismos que se alimentan directamente de detritos Saprofitos secundarios y de orden superior: se alimentan de saprofitos primarios.

89. LA ENERGÍA EN LOS ECOSISTEMAS IMPORTANCIA DE LA ENERGÍA EN LOS ECOSISTEMAS ENERGÍA MATERIA CALORIA Capacidad de producir trabajo o de transferir calor Representa algo dotado de masa y, por tanto, ocupa un lugar en el espacio Calor requerido para elevar la temperatura de un gramo (un milímetro) de agua un Grado centígrado. 1Kcal = 1 000 calorías La materia puede transformarse en energía y la energía en materia

90. EJEMPLO: En el proceso respiratorio, donde los alimentos se desdoblan y liberan energía química que poseen, la cual permanece almacenada en las células en forma de la molécula de ATP (aprox. 8 Kcal. de energía). La transformación de energía en materia se presenta en el proceso recíproco, es decir en la fotosíntesis, la cual permite almacenar la energía radiante del sol como materiales químicos orgánicos, del tipo de azúcares que representan la base energética de todos los seres vivos del planeta.

91. En la superficie terrestre, así como en el mar y las aguas dulces, las células u Organismos autótrofos fotosintéticos y los heterótrofos son mutuamente Dependientes ya que los mecanismos de la respiración y la fotosíntesis son Recíprocos. Aun las estructuras bien organizadas unicelulares o pluricelulares autótrofos y heterótrofos están sujetos a la tendencia natural de disminuir el “ orden energético” e incrementar el “desorden”, es decir, la pérdida de energía sin un aprovechamiento útil. Por la primera y segunda leyes de la termodinámica E X P L I C A D A

93. EJEMPLO: Los productores (plantas verdes), cumplen la función de formar moléculas orgánicas de energía potencial elevada para su organismo a partir de la materia inerte de baja energía del medio como CO 2 , H 2 O y unos cuantos compuestos disueltos de nitrógeno, fósforo y otros elementos. Esta conversión “cuesta arriba” es posible por la energía luminosa que absorbe la clorofila. Por su parte, todos los consumidores, saprofitos y descomponedores de detritos toman de los productores la energía que necesitan para moverse y para otras funciones corporales de comer y descomponer materia orgánica.

108. Ley del 10% 1 000 Kg. de plancton marino 100 Kg. de anchoveta 10 Kg. carne de pollo 1 kg. Peso Ser humano

112. CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Los ciclos biogeoquímicos se refieren al flujo de los diferentes elementos químicos Del subsistema físico al subsistema biológico; y de este nuevamente al subsistema Físico, en donde los organismos tienen un papel regulador en el flujo de los elementos Todas las sustancias y elementos químicos presentes en el interior de los organismos (incluyendo H 2 O, C, N, O y otros) provienen de la intemperización de las rocas y minerales los cuales se ciclan a través de los ecosistemas. Estos ciclos que comprenden tanto lo biológico como el ciclaje de estas sustancias y elementos químicos se denominan CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

113. Nutrientes esenciales para el crecimiento de las plantas Elemento Químico Forma química de absorción por las plantas Concentración típica en tejido seco (%) Carbono (C) Hidrógeno (H) Oxígeno (O) HCO 3 - H + (agua) H 2 O, y otros óxidos 45 6 45 Macronutrientes Nitrógeno (N) Fósforo (P) Potasio (K) Calcio (Ca) Magnesio (Mg) Azufre (S) NH 4 + , NO 3 - H 2 PO 4 + , HPO 4 2- , PO 4 3- K+ Ca 2+ Mg 2+ SO 4 2- 1.5 0.2 1.0 0.5 0.2 0.1 Micronutrientes Hierro (Fe) Manganeso (Mn) Cobre (Cu) Zinc (Zn) Molibdeno (Mo) Boro (B) Cloro (Cl) Fe 2+ , quelatos Mn 2+ , quelatos Cu 2+ , quelatos Zn 2+ , quelatos MoO 4 2- , HMoO 4 - BO 3 3- Cl - 0.01 0.005 0.006 0.002 0.00001 0.002 0.01

117. CICLO DEL CARBONO Carbono fijado por Fotosíntesis en Biomasas vegetales El CO 2 se disuelve en agua. El carbono se fija por Fotosíntesis en la biomasa de algas y fitoplancton Sedimentación de biomasa CO 2 en el aire Fuego Respiración celular de plantas, animales y descomponedores acuáticos y terrestres Quema de combustibles fósiles El carbón se fija como Carbonato de calcio en En las conchas (caliza) Conversión en carbón, petróleo, gas natural (combustibles fósiles) Vulcanismo Energía solar Millones de años Alimentación de heterótrofos respiración vegetal CO 2 CO 2 CO 2 Millones de años

124. CICLO DEL AZUFRE