Ecosistemas: componentes, interrelaciones y relaciones tróficas
1.
2. 1. EL ECOSISTEMA: COMPONENTES E INTERRELACIONES
La biosfera es un sistema que incluye el
espacio donde se desarrolla toda la vida que
existe en la Tierra
Está constituido por la vida y su área de
influencia, desde el subsuelo hasta la
atmósfera
Sus límites son difíciles de precisar pues se
han encontrado bacterias a 2.800 m de
profundidad bajo tierra (y no se cree que sea
un hecho aislado, probablemente haya a
mucha más profundidad) y se han visto volar
aves a 9 km de altura y hay una enorme
diversidad de especies en la profundidad del
océano
En la actualidad con el termino biosfera se
suele referir únicamente a todos los seres
vivos que pueblan nuestro planeta”
La Biosfera
3. Ecosistema: es un sistema dinámico formado por el conjunto de factores
bióticos (comunidad o biocenosis) y factores abióticos (biotopo) y las
interrelaciones entre ellos (sobre todo intercambios de energía y materia)
La ecosfera: es el ecosistema planetario de la Tierra (la Tierra puede ser
considerada como un ecosistema donde la atmósfera, hidrosfera, geosfera
y los seres vivos se relacionan entre sí, directa o indirectamente, por
ejemplo los organismos fotosintéticos producen oxígeno que se libera a la
atmósfera y, a su vez, este oxígeno puede ser cogido de la atmósfera y
usado por otros seres vivos)
Ecosfera = Geosfera + Atmósfera + Hidrosfera + Biosfera.
4. Componentes
bióticos: vegetales,
animales y
microorganismos
que se relacionan
entre sí
Componentes
abióticos:
humedad,
temperatura,
gases, nutrientes,
salinidad y tipo de
suelo que
interaccionan con
los componentes
bióticos,
condicionando o
limitando la
losexistencia de
mismos.
Componentes bióticos y abióticos
5. Interrelaciones entre los componentes de un ecosistema
Las relaciones bióticas que se establecen entre los organismos de
la biocenosis se pueden clasificar en dos grupos: relaciones
intraespecíficas y relaciones interespecíficas
Relaciones intraespecíficas
Son las relaciones bióticas que se establecen entre organismos de
la misma especie.
Estas relaciones pueden tener una duración determinada
(relaciones temporales) o durar prácticamente toda la vida
(relaciones perennes).
Así mismo pueden ser favorables, si crean una cooperación
encaminada a la consecución del alimento, la defensa de la especie
frente a los depredadores, frente al frío o al calor, etc.; o
perjudiciales, si provocan la competencia por el alimento, el
espacio, la luz, etc.
6. RELACIONES INTRAESPECÍFICAS
Ejemplos Características principales
Sociedad Jerarquización funcional
Familia
Apareamiento, procreación,
manutención y protección de la prole
Asociación
Gregaria
Ayuda mutua, defensa, alimentación,
migración
Asociación
Colonial
Generación común; en ocasiones,
división funcional y especialización
7. Relaciones interespecíficas
Son las relaciones bióticas que se establecen en una
comunidad entre individuos de diferentes especies. Las
principales relaciones interespecíficas son las siguientes:
9. Los biomas son ecosistemas a escala mundial (de gran
tamaño), con una fauna y flora con características
determinadas por el clima (Tª y humedad)
Los biomas corresponderían con el estado clímax de un
ecosistema para una temperatura y humedad determinados
Puede haber biomas terrestres, biomas acuáticos (marinos y
dulceacuícolas) y biomas de interfase en los que confluyen
ambientes diversos como el terrestre y dulceacuícola o el
marino y dulceacuícola (zona costera, marismas, estuarios…)
2. LOS BIOMAS TERRESTRES Y ACUATICOS
10.
11. Pluvisilva, caracterizada por
alta temperatura y humedad y
gran densidad de vegetación
(selva)
Biomas terrestres (1)
Sabana con herbáceas y
arbolado disperso, con una
estación seca y otra lluviosa y
un clima cálido
12. praderas con
y arbolado
es caluroso
Estepas o
herbáceas
disperso. No
sino Tª fría
Biomas terrestres (2)
Desierto con escasas
precipitaciones y flora. Dos
tipos, cálido y frío, con Tª
extremas
13. Bosque mediterráneo con
veranos calurosos e
inviernos suaves, con época
de sequía que coincide con
el verano, por lo que la flora
debe estar adaptada al
período de sequía
Biomas terrestres (3)
Bosque de hoja caduca,
climas templados con
cambios estacionales
14. Taiga, clima frío con bosques
de coníferas (Picea, abetos,
alerces y pinos)
Biomas terrestres (y 4)
Tundra, muy frío, suelo
permanentemente congelado
y la flora aparece en verano
cuando se derriten los hielos
durante un tiempo muy breve
17. Nerítico
En la plataforma continental hasta 200m de profundidad, penetra la
luz y está muy oxigenado por las olas
Gran variedad de organismos,
tanto los que nadan, comunidad nectónica, ejemplos mayoría de
peces, tortugas, calamares, delfines…
como los que viven en el fondo, comunidad bentónica, ejemplos
erizos, algas, corales, estrellas de mar, peces como el lenguado y la
raya…
y los que flotan en la superficie o cerca de la superficie,
comunidad planctónica , son el fitoplancton y el zooplancton
Pelágico
Alta mar incluye desde zonas donde llega la luz (hasta 200m de
profundidad) donde abunda el plancton hasta zonas por debajo incluso
de 2.000 m con ausencia de luz y muy altas presiones, donde los
organismos son escasos y adaptados a las altas presiones si viven en
zonas profundas
Biomas marinos (y 2)
18. Las relaciones tróficas
el
de
representan
mecanismo
transferencia
energética de unos
organismos a otros en
forma de alimento.
Se suelen representar
mediante las cadenas
tróficas, que unen
mediante flechas los
diferentes eslabones o
niveles tróficos
(productores,
consumidores y
descomponedores) que
las constituyen.
4. Niveles tróficos
4. RELACIONES TRÓFICAS ENTRE LOS ORGANISMOS DE
LOS ECOSISTEMAS
Niveles tróficos
19. Productores
Constituyen el primer nivel trófico, y
son los organismos autótrofos (capaces
de sintetizar materia orgánica), de
entre los que destacamos los
fotosintéticos, seres vivos capaces de
captar y transformar la energía
lumínica en energía química, mediante
el proceso de fotosíntesis.
Los organismos autótrofos se dividen en:
- Fotosintéticos (dependientes de la luz). Dentro de este grupo se
incluyen algunos representantes del reino moneras, las algas y
las plantas superiores.
- Quimiosintéticos (independientes de la luz). Este grupo lo
constituye un conjunto de bacterias autótrofas que actúan de
forma independiente de la luz solar. La energía necesaria para
la síntesis de materia orgánica la obtienen a partir de la
oxidación de ciertas moléculas inorgánicas (por ejemplo, las
bacterias oxidadoras del azufre).
20. Son una serie de organismos heterótrofos que utilizan la materia
orgánica, tomada directa o indirectamente de los autótrofos, para llevar
a cabo sus funciones vitales mediante mecanismos respiratorios
Dentro de los consumidores se pueden distinguir: los herbívoros o
consumidores primarios, que se alimentan de los productores y
constituyen el segundo nivel; los carnívoros o consumidores
secundarios, que se alimentan de los herbívoros y constituyen el tercer
nivel; y los carnívoros finales, que se alimentan de los carnívoros y
constituyen el cuarto nivel
Otros consumidores: omnívoros (se alimentan de varios niveles y
subniveles tróficos, como ser humano); carroñeros o necrófagos
(cadáveres, como buitre); detritívoros o saprófagos (restos de seres
vivos, lombriz); y coprófagos (excrementos, como escarabajo)
Consumidores
21. Constituyen
un tipo
especial de
organismos
detritívoros
que se
encargan de
transformar la
materia
orgánica en
sales
minerales que
la constituían,
con lo que
cierran el
ciclo de la
materia.
Descomponedores
1 Productor - 2 Ratón Consumidor primario - 3 Comadreja Consumidor
secundario - 4 Zorro Consumidor terciario - 5 Hongos y bacterias - 6
Descomponedores
22. La relación nutritiva lineal se llama cadena trófica y es la forma
más sencilla de representar las relaciones tróficas que permiten
el paso de la materia y energía de los ecosistemas
Aunque es más propio hablar de redes tróficas que cadena
trófica, pues de cada nivel suelen partir ramificaciones
La red trófica es tan complicada que hace difícil su estudio e
interpretación. Para simplificar se utiliza la pirámide trófica,
formada por barras horizontales unas encima de otras en la que
se representa cada nivel trófico
Cadenas y redes tróficas
23. Las relaciones tróficas
representan el mecanismo de
transferencia energética de unos
organismos a otros en forma de
alimento.
a)En la red trófica representada,
distinga dos cadenas tróficas, una
de tres eslabones y otra de
cuatro, y razone en cuál de ellas
recibirá más energía el último
eslabón (0.8 puntos).
b)Defina los conceptos de
productor y consumidor, y
clasifique en uno u otro grupo a
los diferentes organismos de la
red trófica (0.8 puntos).
c)Explique qué consecuencias
tendría, en dicha red trófica, la
desaparición de los productores.
Explique también que
consecuencias tendría la
desaparición de los carnívoros
finales (0.4 puntos). Selectividad junio 2012
24. Se trata de parámetros tróficos a las medidas utilizadas para evaluar
la rentabilidad de cada nivel trófico como la del ecosistema completo
a) Biomasa (B)
• La biomasa es la
(fitomasa vegetal;
cantidad en masa de materia orgánica viva
zoomasa animal) o muerta (necromasa) de
cualquier nivel trófico o de cualquier ecosistema (por ejemplo, leña,
leche, carne, hojarasca, etc.)
• Podríamos afirmar que constituye la manera que tiene la biosfera de
almacenar la energía solar
• Normalmente, al calcularla hacemos referencia a su cantidad por
unidad de área o volumen, por lo que es frecuente expresarla de este
modo en g/cm2, kg/m2, tm/ha, etc.
5. BIOMASA Y PRODUCCIÓN BIOLÓGICA
25. b) Producción (P)
• Es la energía obtenida por unidad de superficie o volumen por
unidad de tiempo en un ecosistema o nivel trófico, en resumen, es
la cantidad de biomasa fabricada por unidad de tiempo
• Se suele expresar en g/m2 x día, kcal/ha x Año
• Se puede cuantificar de las siguientes formas:
- Producción primaria: es la cantidad de biomasa fabricada por los
productores por unidad de tiempo (es la energía (materia
orgánica) obtenida por unidad de superficie o volumen por unidad
de tiempo en los productores).
Se habla de producción primaria bruta (PPB) y neta (PPN)
La PPB es la cantidad total de biomasa fabricada por los
productores
Mientras que la PPN es la cantidad de biomasa que queda
disponible para el siguiente nivel trófico
PPN= PPB – Respiración
La energía gastada en la respiración celular no pasa al
siguiente nivel trófico
26. b) Producción (P) (y 2)
- Producción secundaria: es la cantidad de biomasa fijada por el resto
de niveles tróficos (consumidores y descomponedores) por unidad
de tiempo (es la energía (materia orgánica) obtenida por unidad
de superficie o volumen por unidad de tiempo en los
heterótrofos).
Se habla de producción secundaria bruta (PSB) y neta (PSN)
La PSB es la cantidad total de biomasa fijada por los
heterótrofos, mientras que la PSN es la cantidad de biomasa
que queda disponible para el siguiente nivel trófico
PSN= PSB – Respiración
27. c) Productividad
• La productividad es la relación que existe entre la producción neta
(cantidad de energía almacenada por cada unidad de tiempo) y la
biomasa (materia orgánica total).
Productividad = Pn/B
• Sirve para valorar la riqueza de un ecosistema o nivel trófico, ya que
represen la velocidad con que se renueva la biomasa, por lo que
también recibe el nombre de tasa de renovación.
d) Tiempo de renovación
• Es el periodo que tarda en renovarse un nivel trófico o un sistema.
Este concepto se expresa mediante una relación inversa al anterior.
Se puede medir en días, años, etc.
Tiempo de renovación = B/Pn
28. PROBLEMA
•Un barco naufraga frente a las costas de una isla desconocida, cuyo
suelo rocoso y duro está desprovisto de vegetación.
•La tripulación logra salvarse y consigue llevar a tierra unas cuantas
ovejas y varios sacos de trigo.
•Planteada la supervivencia para una estancia que puede ser larga,
no logran ponerse de acuerdo sobre el régimen de alimentación.
-Un grupo propone comerse primero el trigo y luego las
ovejas;
-Otros, son partidarios de empezar con las ovejas y dejar
para más tarde eltrigo;
- y un tercer grupo propone empezar por unas pocas ovejas
y alimentar a las restantes con trigo, cebándolas para
comérselas luego.
¿Qué solución propones tú?
29. Flujo de energía en los ecosistemas. Regla del 10 %
De un nivel trófico al siguiente sólo queda disponible (aprox.) 10 %
de la energía obtenida por el nivel trófico previo
Hay una pérdida de energía en las heces, respiración y partes no
ingeridas
6. REPRESENTACION GRAFICA E INTERPRETACION
DE LAS RELACIONES TROFICAS DE UN ECOSISTEMA
30. “Desde el punto de vista del aprovechamiento
energético, teniendo en cuenta la regla del 10%, es
más eficiente una alimentación a partir del primer
nivel ya que se aprovecha más la energía y se podrá
alimentar a mayor número de individuos.”
En el caso del ser humano, desde el punto de vista del
aprovechamiento energético, es más eficiente una alimentación
fundamentalmente herbívora (legumbres, cereales, frutas y
verduras). Sin embargo, según recomienda la FAO, para una
alimentación completa es necesario añadir a la dieta unos 60 g
de proteínas al día.
31. El hecho de que de un eslabón a otro se transfiera un
10% de la energía contenida en él, nos hace visualizar la
cadena trófica como una especie de «tarta» de pisos
decrecientes.
Los ecólogos representan esta imagen mediante una serie
de barras superpuesta forma de pirámide que tienen una
altura constante y una longitud proporciona parámetro
medido: energía acumulada, masa o número de
individuos.
Eficiencia ecológica
32. a) Pirámides de energía. Representan el contenido energético de
cada nivel. Tienen forma de una verdadera pirámide, ya que
siguen la regla del 10%, y se suelen expresar en
Kílojulios/m2año o Kcal/ m2año.
b) Pirámides de biomasa. Están elaboradas en función de la biomasa
acumulada en cada nivel. Pueden representar la forma de una
pirámide real que la biomasa va decreciendo en progresiones del
10%.
-En los ecosistemas terrestres, la biomasa de los herbívoros suele
ser insignificante en comparación con la del primer eslabón, por
lo que pueden dar lugar a pirámides con grandes diferencias
entre sus niveles.
-Pueden, además, presentarse en forma de pirámides invertidas,
en las que algún escalón superior puede tener menor tamaño que
el situado debajo de él.
c) Pirámides de números. Se realizan mediante el recuento del
número de individuos que constituyen cada nivel.
Pirámides tróficas o ecológicas: pirámides de número,
biomasa y energía (producción).
33. Ciclo biogeoquímico es la circulación de los elementos químicos
(materia) como C, N y P entre los distintos compartimentos del
ecosistema (seres vivos, atmósfera, hidrosfera, geosfera) realizando
un ciclo cerrado
Los elementos químicos pueden permanecer en cantidades muy
importantes y durante largos períodos de tiempo en un determinado
lugar del ecosistema (atmósfera, geosfera, hidrosfera) llamándose a
este lugar “almacén”, “reserva” o “reservorio”
Por ejemplo,
- la atmósfera constituye un almacén de carbono (CO2)
- la geosfera están las rocas fosfatadas (P)
Muchos ciclos biogeoquímicos están modificados por el ser humano
produciendo alteraciones en los ecosistemas(ejemplo, efecto
invernadero, uso de fertilizantes…)
LOS CICLOS BIOGEOQUIMICOS DEL OXIGENO, CARBONO,
NITROGENO, FOSFORO Y AZUFRE
Ciclo de la materia. Los ciclos biogeoquímicos: O, C, N, P y S
34.
35.
36.
37.
38.
39. Son los cambios producidos en los ecosistemas a lo largo del
tiempo.
Se pasa desde estadios iniciales y poco maduros, en los que una
comunidad sencilla y poco exigente coloniza un territorio sin
explotar, y llega hasta los estadios más avanzados y maduros de
biocenosis más organizadas.
8. EL ECOSISTEMA EN EL TIEMPO: SUCESIÓN,
AUTORREGULACION Y REGRESIÓN.
40. El último nivel de complejidad recibe el nombre de comunidad climax,
que representa el grado de máxima madurez, de equilibrio con el
medio, al que tienden todos los ecosistemas naturales.
Para el ecólogo R. Margalef es el estado de máxima biomasa y mínima
tasa de renovación.
Los ecosistemas pueden sufrir un proceso inverso a la sucesión por
causas naturales (una erupción volcánica o un cambio climático) o
provocadas por el hombre. Este proceso de vueltas atrás,
rejuvenecimiento o involución de un ecosistema se conoce con el
nombre de regresión.
41. Aquella que sucede en un terreno virgen (terreno desnudo-roca
desnuda, biotopo nuevo) donde no había una comunidad
Ejemplos: las dunas de arena, los depósitos de lava, la retirada de
hielo en unas montaña y aparecen rocas vírgenes
Los pasos en una sucesión primaria
-aparición de líquenes sobre las rocas desnudas y musgos que
con el tiempo facilitarían la formación del suelo suficiente para
que aparezcan hierbas
-con el paso del tiempo aumentará la profundidad del suelo y
aparecerán arbustos y después árboles
-en los sucesivos estados cambia la vegetación y el resto de la
comunidad y el suelo que adquiere profundidad, una mayor
capacidad de retención de agua y mayor contenido en materia
orgánica
-Otros cambios: temperaturas más suaves, menor viento por el
arbolado, menos insolación directa, mayor precipitación en la
zona ocasionada por la mayor evapotranspiración…
Sucesión primaria
43. Aquellas sucesiones que aparecen en ecosistemas que han sufrido
una regresión
Ejemplos: incendios, deforestaciones, sobrepastoreo, introducción de
especies exóticas, abandono de un campo de cultivo, pérdida de
árboles por una enfermedad, inundación...
La vegetación ha sido eliminada de forma parcial o total, pero
conservan parcial o totalmente el suelo con semillas y esporas
En estos casos la sucesión es más rápida que en las primarias
Sucesión secundaria
46. Aumento de la diversidad de especies y de la especialización de éstas
Aumento de la complejidad estructural; aumenta el número de niveles
tróficos y la complejidad de las redes tróficas
Aumenta la biomasa, principalmente aquellos organismos o partes con
metabolismo bajo, por ejemplo la cantidad de madera y materia muerta
aumenta progresivamente al avanzar en la evolución
Disminuye la productividad (p = P/B x 100) porque aumenta la
cantidad de materia muerta o partes no productivas como la leña
Además la respiración es mucho mayor en ecosistemas avanzados en
la sucesión
Van sustituyéndose unas especies con otras a lo largo de la sucesión
pasando de unas especies oportunistas con alta capacidad de
reproducción (estrategas de la r) a especies más adaptadas y con poca
capacidad reproductiva pero mayor supervivencia de los descendientes
(estrategas de la k), es decir, pasa de estrategas de la r a estrategas de
la k.
Características de las sucesiones
47. Estrategia de la r Estrategia de la K
• Desarrollo rápido.
• Duración de vida, corta.
• Reproducción temprana.
• Pequeño tamaño corporal.
• Reproducción única o pocas veces.
• Muchos y pequeños descendientes.
• Desarrollo lento.
• Duración de vida, larga.
• Reproducción tardía.
• Mayor tamaño corporal.
Reproducción reiterada.
Pocos descendientes y mayor
tamaño
48. Decrece la natalidad y aumenta la supervivencia de los descendientes
Se van amortiguando las fluctuaciones
Aumenta la estabilidad del ecosistema porque hay mayor número de
interacciones entre los componentes del ecosistema
Se sustituye el viento por los animales, como método de transporte de
las semillas
Aumenta mucho la respiración, por lo que en el estado clímax lo que
se produce (producción bruta) es igual a lo que se gasta en respiración,
por lo que la producción neta se aproxima a cero
Es decir, hay una tendencia a que la fotosíntesis iguale a la
respiración de toda la comunidad
PN = PB – R = 0
Características de las sucesiones (y 2)
49. En los últimos 50 años,
hasta reducirse a un
30% del total de la
superficie terrestre
(4.000 millones de
hectáreas).
Especialmente en países
en vías de desarrollo
Se debe a cambios
climáticos, pero también
a actividades humanas
“La deforestación es la
conversión del bosque
para otros usos” (FAO)
9. IMPACTOS SOBRE LA BIOSFERA: DEFORESTACION Y
PÉRDIDA DE BIODIVERSIDAD
Deforestación: concepto, causas y consecuencias
50. Extensión de la agricultura y la ganadería
Aumento de la demanda de madera, leña y fabricación de papel
de bosques y suelos), Incendios forestales (desaparición
naturales (rayo), accidentales (quema de rastrojos) o
intencionados (urbanísticos)
Lluvia ácida, sobre todo en el norte de Europa
Desarrollo urbano y las obras públicas (carreteras, grandes
presas…) en zonas boscosas
Plagas, enfermedades y sequías
Actividades industriales como la minería que produce
desmontes, movimientos de tierra, acumulación de áridos…la
extracción de aluminio y petróleo en bosques tropicales destruye
importante superficies boscosas, no sólo por la ubicación sino
también por vertidos (escapes de petróleo por ejemplo).
Deforestación: causas
51. Evolución en 25 años hechas por Landsat 5 en la selva amazónica
52. Pérdida de biodiversidad
Mayor brusquedad climática ya que el bosque regula el clima a
escala local y mundial, amortiguando los contrastes térmicos (día-
noche, verano-invierno)
Menos filtración de agua al suelo, por lo que aumenta la
escorrentía, la desprotección del suelo y la erosión
También menor recarga de los acuíferos
Menor fijación de CO2 y por lo tanto, mayor efecto invernadero
Menor retención de contaminantes atmosféricos
Pérdida de paisajes atractivos para esparcimiento, ocio y
turismo, por lo que supone pérdidas económicas
Pérdida de las sustancias que produce (madera, resinas, corcho,
aceites, fármacos, frutos secos, setas, especias, cacao, etc.)
Deforestación: consecuencias
53. La riqueza de especies
que existe en un
ecosistema
O variedad de
organismos que viven en
nuestro planeta
También a variedad de
ecosistemas y la variedad
de genes
(diversidad de
existentes
individuos,
ecosistemas y genes)
10. LA PÉRDIDA MUNDIAL DE LA BIODIVERSIDAD
Concepto de biodiversidad
54. El número de especies de seres vivos que han sido descritas hasta la fecha
es de alrededor de 1,7 millones…
55. …Sin embargo, se piensa que estos números son una grave subestimación
del número real de especies que viven sobre la Tierra, pues cada año se
descubren varios miles de especies nuevas. El número total de especies
podría estar realmente entre 5 y 50 millones.
56. Para el funcionamiento de los ecosistemas
Para los seres humanos
obtener fármacos
materias primas (madera…), productos industriales (etanol,
acetona…
para obtener alimentos
para tener un buen reservorio de genes con fines productivos
(ingeniería genética)
por su valor recreativo y turístico…
Importancia de la biodiversidad
57. A) Deterioro y fragmentación de los hábitats naturales
B) Introducción de especies nuevas o exóticas
C) Excesiva presión explotadora sobre algunas especies
D) Contaminación de suelos, agua y atmósfera
E) Cambio climático
F) Industrialización e intensificación de las prácticas agrícolas y
forestales
Causas de la pérdida de biodiversidad
58.
59. El 29 de diciembre de 1993 entró en vigor el Convenio sobre la
Diversidad Biológica (firmado en la Conferencia de Río de
1992), en el que se resalta la importancia de la conservación de
los “genes silvestres”, ya que sin ellos muchos cultivos podrían
desaparecer.
• 1. Establecer una serie de espacios protegidos: Parques
Nacionales, Parques Naturales, Reservas de la Biosfera, etc.
• 2. Realizar estudios sobre el estado de los ecosistemas.
• 3. Decretar y respetar las leyes promulgadas específicamente
para la preservación de las especies y de los ecosistemas.
• 4. Crear bancos de genes y semillas que garanticen la
supervivencia de las especies amenazadas.
• 5. Fomento del ecoturismo, en el que se valore, ante todo, la
conservación de la naturaleza.
Medidas para evitar la pérdida de biodiversidad