Unidad 3 ecosfera ii2016

IIII Ciencias de la Tierra y Medioambientales. 2º
Bachillerato.
Belén Ruiz
IES Santa Clara.
CTMA 2º BACHILLER
Dpto Biología y Geología
UNIDAD 3: DINÁMICA DE LA
BIOSFERA. PROBLEMÁTICA Y
GESTIÓN SOSTENIBLE II.
http://biologiageologiaiessantaclarabelenruiz.wordpress.com/2o-bachillerato/ctma/

LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Camino que sigue la materia que escapa
de la biosfera hacia otros subsistemas
terrestres (A, H, L) antes de retornar a la B.
El tiempo de permanencia de los
elementos en los distintos subsistemas es
muy variable.
Se llama reserva o almacén al lugar
donde la permanencia es máxima.
Los ciclos tienden a ser cerrados.
Las actividades humanas ocasionan apertura y
aceleración de los ciclos contraviniendo el principio de
sostenibilidad de reciclar al máximo la materia.
Esto origina que se escapen nutrientes y se produzcan
desechos

El carbono se encuentra:
– Atmósfera: CO2 (367ppm), CO (0,1 ppm), CH4
(1,6 ppm)
– Litosfera: Rocas carbonatadas, rocas
silicatadas.
– Hidrosfera: bicarbonatos (HCO3
-
).
– Biosfera: materia orgánica + caparazones +
esqueletos
CICLO DEL CARBONO I

EL CICLO DEL CARBONO I
 El principal depósito es la atmósfera
 El ciclo biológico del C  es la propia Biosfera quien controla los
intercambios de este elemento con la atmósfera …
 Se fija por la fotosíntesis y el intercambio por difusión directa con la hidrosfera
 Se devuelve a la atmósfera por la respiración de seres vivos
 El ciclo biológico moviliza cada año el 5 % del CO2 atmosférico  en 20
años se renueva totalmente.
 Sumideros fósiles:
 Almacén de Carbono
 La materia orgánica sepultada y en ausencia de oxígeno 
fermentaciones bacterianas que la transforman en carbones y petróleos
 Esto supone una rebaja importante de los niveles de dióxido de C en la
atmósfera
 El retorno del CO2 almacenado durante millones de años por erupciones
volcánicas, a la atmósfera.

A) CICLO BIOLÓGICO:
A) CICLO BIOGEOQUÍMICO: CONTROLA
LA TRANSFERENCIA ENTRE LA
BIOSFERA Y DEMÁS SUBSISTEMAS.
CICLO DEL CARBONO II
FOTOSÍNTESIS RETIENE CO2
RESPIRACIÓN Y
DESCOMPOSICIÓN LIBERACIÓN CO2

• CICLO BIOGEOQUÍMICO:
a. CO2 DE LA ATMÓSFERA A LA LITOSFERA
b. CO2 DE LA LITOSFERA A LA ATMÓSFERA.
c. SUMIDEROS
– FÓSILES
– FORMACIÓN ROCAS CALIZAS.
CICLO DEL CARBONO III
atmósfera => hidrosfera =>litosfera

a. CO2 DE LA ATMÓSFERA A LA LITOSFERA
atmósfera => hidrosfera =>litosfera
• Rocas carbonatadas:
H2O + CO2 => H2CO3 (ácido carbónico)
H2CO3 + CaCO3 (carbonato de calcio) => Ca(HCO3)2
(hidrogenocarbonato de calcio).
Ca(HCO3)2 => CaCO3 + H2O + CO2
CICLO DEL CARBONO IV
ESQUELETO CÁLCICOS DE LOS
ANIMALES MARINOS
ACABARÁ EN LOS SEDIMENTOS TRAS
SU MUERTE: CALIZAS: SUMIDERO
ATMÓSFERA
No presenta
perdida neta de
CO2 atmosférico

CICLO DEL CARBONO V
• Rocas silicatadas:
2H2O + 2CO2 =>2 H2CO3 (ácido carbónico)
2H2CO3 + CaSiO3 (silicato de calcio) => Ca(HCO3)2
(hidrogenocarbonato de calcio) + SiO2.
Ca(HCO3)2 => CaCO3 + H2O + CO2
ESQUELETO CÁLCICOS DE LOS
ANIMALES MARINOS
ACABARA EN LOS SEDIMENTOS TRAS
SU MUERTE SEDIMENTOS TRAS
SU MUERTE: CALIZAS: SUMIDERO
ATMÓSFERA
Se han requerido
2 moléculas
de CO2 atmosférico
y se ha devuelto
sólo 1.
Actúa como
SUMIDERO

b. CO2 DE LA LITOSFERA A LA ATMÓSFERA.
Enterramiento rocas => libera CO2(erupciones
volcánicas).
c. Sumideros.
CICLO DEL CARBONO VI
CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2
Materia orgánica => carbón y petróleo
Esqueleto de CaCO3 CALIZAS
Ingentes cantidades de C fueron retiradas de la atmósfera mediante
este último proceso, lo que explica que descendiese el CO2 atmosférico

EL CICLO DEL CARBONO VI
ROCAS CARBONATADAS
COCO22 + HH22OO + CaCOCaCO33 CaCa2+2+
+ 2HCO2HCO33
-- 1
ROCAS SILICATADAS
2CO2CO22 + HH22OO CaSiOCaSiO33+ 2HCO2HCO33
--
CaCa2+2+
+ + SiOSiO22
2
En el mar, los animales marinos transforman el bicarbonato y los iones de Calcio
en carbonato que incorporan en sus tejidos endurecidos
2HCO2HCO33
--
+ CaCa2+2+
CaCOCaCO33 + COCO22 + HH22OO 3
Balances
1 + 3
El carbonato formará parte de los sedimentos
No hay pérdidas netas del dióxido atmosférico
2 + 3 Sólo devuelven a la atmósfera 1 CO2  sumideros

DESAJUSTA EL EFECTO INVERNADERO:
• LIBERA CO2 COMO RESULTADO DE LA COMBUSTIÓN DEL CARBÓN,
PETRÓLEO Y GAS NATURAL (5.5 GtC) (20% del gas natural, 40%
combustión del carbón, y 40% del petróleo.
• 1,6 GtC de la deforestación.
TOTAL 7.1 GtC al año de CO2 entra a la atmósfera => sólo un 2.4- 3.2 GtC
permanece en la atmósfera. El resto es utilizado por los seres vivos=>
– Difunde a los océanos y allí es absorbido por el fitoplancton (2.4
GtC/año)
– El crecimiento de los arboles fija 0.5 GtC al año.
Entre un 1-1.8 GtC/año debido a la complejidad del ciclo no se sabe dónde se
encuentra.
La cantidad de carbono en GTC en otras reservas son:
 Atmósfera: 750
 Biomasa: 650
 Suelo: 1,500
 Océanos: 1,750
CICLO DEL CARBONO: INTERVENCIÓN
HUMANA
Desde la época preindustrial
los humanos hemos añadido
200 GTC a la atmósfera

http://www.ebooksampleoup.com/ecommerce/view.jsp?ID=000777721d4f838996e8a
La cantidad de
carbono en la Tierra
es una cantidad
finita aunque se
tiene una idea
aproximada de
adónde va. El
diagrama muestra
los almacenes de
carbono y su flujo
en gigagtoneladas
de carbono (GtC).
1 GtC = 109
toneladas

EL CICLO DEL CARBONO VIII
CO2 atmosférico
Fotosíntesis
Productores
Difusión directa:
paso a la hidrosfera
Consumidores
Respiración
Restos orgánicos
DescomponedoresCombustibles
fósiles Enterramiento
geológico
Extracción
Combustión CO2 disuelto
Ecosistemas acuáticos
Rocas calizas
carbonatadas
y silicatos cálcicos
Ciclo de la rocas
Erupciones volcánicas

CICLO DEL CARBONO VIII
CO2 ATMÓSFERA
BIOSFERA
FOTOSÍNTESIS
RESPIRACIÓN
RESTOS DE
MATERIA ÓRGANICA
DESCOMPOSICIÓN
SUMIDERO
COMBUSTIBLES FÓSILES
ANAERÓBICAS
LITOSFERA
CaCO3 + SiO2 => CaSiO3 + CO2
ERUPCIONES VOLCÁNICAS
X el proceso de
Se acumula en la
desprenden
HIDROSFERA
Enterramiento rocas
combustión
ESQUELETO CÁLCICO
ORGANISMO MARINOS
SUMIDERO: CALIZA

CICLO DEL CARBONO IX
INDICADOR CO2 CO CH4 N2O CFC
Tiempo de vida en
la atmósfera
20
(años)
1-2
meses
10(años)
150
(años)
130
(años)
Fuente: Grupo intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC): Tercer Informe de Evaluación
2001.

El nitrógeno se encuentra:
– Atmósfera:
• N2 (78%);
• NH3 : erupciones volcánicas. Putrefacción de la
materia orgánica.
• Óxidos de Nitrógeno: NO, N2O, NO2 : tormentas
eléctricas (a partir de N2); erupciones volcánicas.
– Litosfera (Suelo): Nitratos, Nitritos.
– Hidrosfera: ácido nítrico.
– Biosfera: materia orgánica (esencial en proteínas,
ácidos nucleídos (ADN y ARN) y nucleótidos).
CICLO DEL NITRÓGENO

FIJACIÓN DEL NITRÓGENO ATMOSFÉRICO
a) Atmósfera:
b) Atmósfera-Biosfera:
N2 (inerte) + O2 NOX (ÓXIDOS DE NITRÓGENO)
descargas eléctricas (tormentas)
NOX (ÓXIDOS DE NITRÓGENO) + H2O (VAPOR DE AGUA) ÁCIDO NÍTRICO
N2 ATMOSFÉRICO NITRATOS NO-
3
FIJACIÓN BIOLÓGICA DEL NITRÓGENO
PLANTAS
1. BACTERIAS VIDA LIBRE EN EL SUELO: Azotobacter (SUELO).
2. BACTERIAS SIMBIÓTICAS CON LAS RAÍCES LEGUMINOSAS: Rhizobium. (Las plantas
proporcionan azúcar de la fotosíntesis y la bacteria le proporciona los nitratos)
3. CIANOBACTERIAS (Nostoc, antes llamadas algas verde azules) (que viven en el suelo o el agua.
Son las que causan la gran productividad de los campos de arroz en Asia, mucho ha sido
producido durante siglos e incluso miles de años por ellas sin necesidad de el nitrógeno de los
Fertilizantes.
4. HONGOS: Frankia, FORMA NÓDULOS RADICULARES CON EL ALISO, ÁRBOL DEL PARAISO,
FIJACIÓN ATMOSFÉRICA DEL NITRÓGENO

Sales minerales
(nutrientes vegetales)
NITRATOS Simbiosisentre
leguminosa yRhizobium
http://web.uconn.edu/mcbstaff/benson/Frankia/Frankia
Taxonomy.htm

b) Atmósfera-Litosfera- Biosfera:
c) Biosfera – Litosfera-Biosfera:
NH3 NO-
2 (NITRITOS) NO-
3 (NITRATOS)
NITROSOMAS NITROBACTER
PLANTAS
b) NITRIFICACIÓN: OXIDACIÓN. DESCOMPONEDORES
ÁCIDO NÍTRICO NO-
3 (NITRATOS) PLANTAS
a) FORMACIÓN DE NITRATOS A PARTIR DE ÁCIDO NÍTRICO
nitrosación nitración
N2 (ATMÓSFERA)
Pseudomonas desnitrificantes
Condiciones anaeróbicas o en terrenos anegados
c) DESNITRIFICACIÓN:
perdida

d) DESCOMPOSICIÓN: (proporciona más nitratos que los procesos de
fijación) (organismos descomponedores (bacterias y hongos)
NITROSOMAS
NITROBACTER
PLANTAS
e) ASIMILACIÓN: por las productores que asimilan el nitrógeno para producir
Biomoléculas orgánicas (aa, bases nitrogenadas que forman los
Nucleótidos y los ácidos nucleicos (ADN y ARN)
RESTOS ORGÁNICOS NH3
NITRITOS
NO2
-
NITRATOS
NO3
-

N2 (78%)
ATMOSFERA
NITROSOMAS
NITRATOS
NO3
-RESTOS ORGÁNICOS
DESCOMPONEDORES
BACTERIAS DESNITRIFICANTES
CICLO DEL NITRÓGENO IV
NH3, NO, nitritos
DESCOMPONEDORES
NOx (NO,NO2, N2O)Fijación atmosférica
(tormentas eléctricas)
NOX + H2O Ácido nítrico
volcanes
Fijación biológica
(Bacterias
=azotobacter,
cianobacterias,
rhizobium; Hongos =
Frankia)
NH3
NO2
- NITROBACTER
ABONO

EL CICLO DEL NITRÓGENO IV
N2 atmosférico Fijación
Industrial
NITRATOS
atmosféricaBiológica
ProductoresConsumidores
Descomponedores
Disolución y
transporte
Medio
acuático
Procesos de putrefacción de
la materia orgánica muerta
NH3
Bacterias nitrificantes
Bacterias desnitrificantes
Erupciones
volcánicas

– AÑADIR NITRÓGENO AL CICLO POR:
 FIJACIÓN INDUSTRIAL (HABER): N2 ATMOSFÉRICA => NH3 + NITRATOS .
 FIJACIÓN BIOLÓGICA: plantaciones de leguminosas que contienen en los
nódulos (raíces) bacterias fijadoras del nitrógeno atmosférico. Cuando estas
plantas se descomponen enriquecen el suelo de nitratos.
– RETIRADA DE LOS ANIMALES Y PLANTAS PARA ALIMENTARSE, se extrae el
nitrógeno del ciclo, y puede terminar en las aguas residuales.
– COMBUSTIÓN ALTAS TEMPERATURAS: CÁMARAS COMBUSTIÓN MOTORES:
AIRE CON O2 + N2 => NO2 (VA A LA ATMÓSFERA) + VAPOR AGUA => ÁCIDO
NÍTRICO (LLUVIA ÁCIDA) => SUELO => NITRATOS SUELO.
– SUELO ANEGADO: actúan las bacterias desnitrificantes empobreciendo el suelo de
nitratos y liberando el nitrógeno a la atmósfera.
– SUELO PERMEABLE (SUELO ARENOSO): se produce la lixiviación de los nitratos
hacia los ríos, lagos y mares, produciendo eutrofización.
– ABONADO EXCESIVO: LIBERACIÓN EXCESIVA DE N2O=> EFECTO INVERNADERO.
 EXCESIVA FERTILIZACIÓN SUELO: FERTILIDAD (ESCASEAN OTROS
NUTRIENTES ESENCIALES)
 LOS NITRATOS VAN A LAS AGUAS => EUTROFIZACIÓN.
 NITRATOS => TUBO DIGESTIVO NITRITOS =>GASTROENTERITIS, DIARREAS,
COLOR AZULADO EN LOS BEBES.
CICLO DEL NITRÓGENO V.
INTERVENCIÓN HUMANA

EL CICLO DEL NITRÓGENO
Procesos
de combustión
a altas
temperaturas
motores
Reacción de N2 y O2
NO2
+ vapor
de agua
Ácido nítricoLluvia ácidaNitratos Suelo
Fijación industrial
y
abonado excesivo
Liberación de
N2O a la
atmósfera
Liberación de
N2O a la
atmósfera
Potente gas
de efecto
invernadero
Fertilización excesiva
Aumenta el crecimiento vegetal
Escasez de otros nutrientes:
calcio, magnesio, etc
Eutrofización
del medio
acuático

N2
FIJACIÓN
BIOLÓGICA ATMOSFÉRICA INDUSTRIAL
VOLCANES
ABONO
SIMBIOSIS MICROORGANISMOS
NITRATOS
RESTOS ORGÁNICOS
DESCOMPONEDORES
DISOLUCIÓN
Y TRANSPORTE
BACTERIAS DESNITRIFICANTES
CICLO DEL NITRÓGENO V

ABONADO EXCESIVO
LOS NITRATOS
• Paco y Sara son un matrimonio que viven en un pueblo de la costa mediterránea cuyas aguas
presentan un índice de nitratos elevado. Tienen una niña que no se encuentra bien y además
presenta un aspecto ligeramente amoratado.
• El médico, tras reconocer al bebe, le hace unos análisis de sangre y comprueba lo que esperaba.
• Sara: ¿Es grave doctor?
• Doctor: No, después de inyectarle un mg de azul de metileno, desaparecerá el problema.
• Paco: Pero... ¿Qué es lo que le ocurre a la niña?.
• Doctor : ¿Le han dado a la niña agua del grifo?.
• Sara: Le preparo el biberón con agua del grifo, pero antes la hiervo unos minutos.
• Doctor: la niña presenta deficiencia de oxígeno en los músculos, por eso tiene ese aspecto
levemente amoratado. Esto posiblemente sea por ingerir agua del grifo que posee un elevado
contenido en nitratos, lo que provoca una disfunción en la hemoglobina, que es la encargada de
llevar el oxígeno a las células; y los nitratos no desaparecen hirviendo el agua.
• Paco: ¿Cómo es que el agua de esta zona tiene tantos nitratos?.
• Doctor: Porque los agricultores abonan sus cultivos con estos compuestos, que son esenciales
para las plantas. Lo que ocurre es que las plantas no absorben todos los nitratos de golpe, siendo
arrastrado el sobrante por el agua de riego o de lluvia hacia el subsuelo, donde se acumula en las
aguas subterráneas.
• Paco: Y claro ésta, el agua que se abastece esta ciudad, se extrae mediante pozos del subsuelo,
por eso presenta nitratos.
• Doctor: Usted lo ha dicho. Así que a partir de ahora, no tomen agua del grifo, ni para beber, ni
para cocinar.
• Sara: ¿Y por qué a nosotros no nos ha pasado nada?.
• Doctor: Porque esta enfermedad son susceptibles de padecerla los lactantes, siendo más rara en
los adultos.

1. Metahemoglobulinemia: los
nitritos pasan a la sangre,
impidiendo a los glóbulos rojos
captar el oxígeno.
LIBERAN EN EL AGUA NITRATOS Y FOSFATOS QUELIBERAN EN EL AGUA NITRATOS Y FOSFATOS QUE
LLEGAN A LOS SERES VIVOS PRODUCIENDOLLEGAN A LOS SERES VIVOS PRODUCIENDO
2. Déficit de vitamina A
3. Perturbaciones del
tiroides.
4. Problemas reproductivos
e incluso abortos.
5. Los nitritos en el interior
del cuerpo humano se
convierten en
nitrosamina que es un
agente cancerígeno.

Disminución de la
biodiversidad
6. Eutrofización: las algas
crecen en exceso => no
dejan pasar la luz => no hay
fotosíntesis => no hay O2
=> muerte de los seres
vivos del fondo de los
lagos.

FOSFATOS-
RESTOS ORGÁNICOS
DESCOMPONEDORES
HIDROSFERA
CICLO DEL FOSFATO
EXCESO DE
ABONO
Liberado por
meteorización química
y física
disuelto
LITOSFERA
ROCAS FOSFATADAS
ENTERRADO
EN LOS
SEDIMENTOS
ROCAS
SEDIMENTARIAS
FOSFATADAS
ACTÚA COMO
SUMIDERO
Devueltos a
los
continentes
por las aves en
forma de
GUANO
EUTROFIZACIÓN

EL CICLO DEL FÓSFORO
Sedimentos y rocas sedimentarias FOSFATOS
Descomponedores
Ecosistemas acuáticos
Retorno a tierra
Colonias de aves marinas
en la costa pacífica
de Sudamérica
GUANO
Excrementos
Abono fosfatado en agricultura

CICLO DEL FOSFATO
• PRINCIPAL FACTOR LIMITANTE DE LA
PRODUCCIÓN CONTINENTAL, DONDE SON
ESCASAS LAS ROCAS FOSFATADAS. SU
EXPLOTACIÓN Y LAS PÉRDIDAS LATERALES
HACEN QUE SE VAYA HACIENDO UN ELEMENTO
CADA VEZ MÁS ESCASO.
• RECURSO NO RENOVABLE (SE CREE QUE SUS
RESERVAS DURARÁN UNOS 100 AÑOS).
• DEPENDE DEL CICLO GEOLÓGICO TARDA EN
LIBERARSE 105
– 108
AÑOS.

EL CICLO DEL FÓSFORO
 El P no se presenta en forma gaseosa, no puede tomarse del aire.
 La mayoría está inmovilizado en los sedimentos oceánicos.
 Se libera muy lentamente, por meteorización de rocas fosfatadas.
 Principal factor limitante  recurso no renovable.
 Fosfatos liberados por rocas fosfatadas y cenizas volcánicas son
transportadas por aguas corrientes hasta lagos o el mar  precipitan
y forman los almacenes sedimentarios.
 Tiempo de permanencia en ecosistemas terrestres: 100 a 10.000
años.
 Tiempo de permanencia en los ecosistemas acuáticos: 1 a 10 años
 El hombre elabora abonos utilizando las reservas minerales en rocas
sedimentarias.
 El P es poco abundante en los seres vivos (1 % en animales y 0’2 %
en vegetales) pero importante:
 Huesos, caparazones
 ATP, ADN y ARN, NADP, NADPH

• El azufre se encuentra:
–Atmósfera:
• H2S; SO2; SO; H2SO4;
–Litosfera: Sulfatos.
–Hidrosfera: Sulfatos, H2S.
–Biosfera: materia orgánica.
CICLO DEL AZUFRE I

CH3
CH3 –s+
– CH2 – CH2 – COO
-
DMSP
CH3 –s – CH3
DMS

VOLCANES
H2S
SO2 SO3 H2SO4
LLUVIA ÁCIDA
SO4
2-
H2S
DESCOMPONEDORES:
TRANSFORMANTES
O2
O2 H2O
DESCOMPONEDORES:
MINERALIZADORES
LIXIVIACIÓN
SO4
2-
SULFATOS (ROCAS)
PRECIPITACIÓN
CICLO DEL AZUFRE II
Sulfuro de hierro:
pirita Carbón
petróleo
SO4
2-
H2S gaseoso

EL CICLO DEL AZUFRE
Sulfatos: SO4
2-
precipitación
Yesos
Suelos: SO4
2-
H2S
Bacterias sulfatorreductoras
Sulfuros de Fe
Carbones y petróleos
Pizarras y otras rocas con sulfuros
Erupciones volcánicas H2S a la atmósfera
SO2 a la atmósfera
Quema de
combustibles fósiles
SO3
H2SO4
Lluvia ácida
Algas
DM
S

EL CICLO DEL AZUFRE
 El principal almacén de sulfatos es la hidrosfera.
 La transferencia entre la tierra y el océano es bastante lenta.
 Por evaporación de lagos y mares poco profundos los sulfatos se depositan
formando yesos.
 Los sulfatos son abundantes en los suelos, se pierden por lixiviado, pero son
repuestos por las lluvias.
 Sólo plantas, bacterias y hongos incorporan directamente el sulfato.
 SO4
2-
 SO3  H2S utilizable en la biosíntesis vegetal
 Al morir los seres vivos liberan el sulfuro de hidrógeno a los demás subsistemas
terrestres.
 En océanos profundos y lugares pantanosos el sulfato, en ausencia de oxígeno, se
reduce a H2S liberando oxígeno para la respiración de otros seres vivos.
 El sulfuro puede alcanzar lugares oxigenados donde forma de nuevo sultato,
mediante proceso fotosintético o quimiosintético, en presencia o ausencia de luz y
por la acción de bacterias quimiosintéticas.
 Los sulfuros pueden precipitar en forma de piritas. Pueden ser atrapados en
sedimentos arcillosos, carbones y petróleos.

AUTORREGULACIÓN DEL
ECOSISTEMA
ECOSISTEMA MODELO => CERRADO (MATERIA)
ABIERTO (ENERGÍA)
HERBÍVOROS CARNÍVOROSPRODUCTORES - -
+ +
- -
Calor
Radiación solar
+
DESCOMPONEDORES
+
+ +
+
+
AUTORREGULACIÓN

AUTORREGULACIÓN DEL ECOSISTEMA
• Un ecosistema modelo es:
Cerrado para la materia y abierto para la energía,
Siendo capaz de autorregularse y permanecer en
equilibrio dinámico durante largo tiempo.
Los humanos rompen el
autocontrol de los ecosistemas
para imponer el suyo propio.
Los ecosistemas naturales se
equilibran porque hay una
amplia gama de relaciones que
los regulan.

AUTORREGULACIÓN DEL ECOSISTEMA
Imagina un
ecosistema
cerrado:
el acuario
Tres eslabones:
productores,
herbívoros y
carnívoros
Bacterias
descomponedoras
reciclan los nutrientes
Los bucles de realimentación negativa
estabilizan el sistema
Si sólo existieran algas
Crecimiento exponencial
de la población
Escasez de nutrientes
Factores limitantes
Extinción
El papel de los herbívoros
Evitan el crecimiento
exponencial del alga
Rejuvenecen la población
de algas al incrementar
su tasa de renovación
Enriquecen el medio
en nutrientes,
a través del bucle de
descomponedores
El ecosistema es
capaz de
autorregularse y
permanecer en
equilibrio dinámico
a lo largo del
tiempo
Si introducimos un pez
rompemos el equilibrio,
habría que añadir comida
y oxígeno

AUTORREGULACIÓN DEL
ECOSISTEMA
ECOSISTEMA MODELO + PEZ =>
HERBÍVOROS CARNÍVOROSPRODUCTORES - -
+ +
- -
CalorRadiación solar
+
DESCOMPONEDORES
+
+ +
+
+
NO AUTORREGULACIÓN
O2
COMIDA

• BIOCENOSIS O COMUNIDADBIOCENOSIS O COMUNIDAD: CONJUNTO
DE POBLACIONESPOBLACIONES INTERRELACIONADAS.
AUTORREGULACIÓN DE LA
POBLACIÓN I
CONJUNTO DE INDIVIDUOS MISMA ESPECIECONJUNTO DE INDIVIDUOS MISMA ESPECIE
QUE VIVEN EN UN ÁREA Y TIEMPO DETERMINADOQUE VIVEN EN UN ÁREA Y TIEMPO DETERMINADO
Límite de carga (k)
Tiempo
Nº
individuos
(N)
Crecimiento
exponencial
Crecimiento
logístico
Resistencia ambiental

AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN
El estado estacionario es un equilibrio
dinámico que se manifiesta por fluctuaciones
en el nº de individuos en torno al límite de
carga
Cuando el potencial biótico ( r= TN – TM) es
máximo, el crecimiento es exponencial
Con el tiempo el crecimiento se ve limitado por la
resistencia ambiental que refuerza el bucle de
realimentación negativa de las defunciones, dando lugar
a curvas logísticas
Los factores que condicionan el tamaño de la población son el potencial
biótico r = (TN-TM),y la resistencia ambiental.

La RESISTENCIA AMBIENTAL viene marcada por un conjunto de factores
que impiden que una población alcance su máximo potencial biótico
Factores externos:
Bióticos:
depredadores, parásitos, enfermedades,
competidores
Abióticos: escasez, clima, catástrofes, hábitats, …
Factores internos:
El aumento de la densidad de
población afecta negativamente a los
hábitos de reproducción
Pueden ser

• Territorio sin explorar r TN
• Resistencia ambientalResistencia ambiental r TM
POBLACIÓN II
Potencial bióticoPotencial biótico r= TN-TMr= TN-TM
Crecimiento
Explosivo. Curva en J
Crecimiento
Logístico . Curva en S
Conjunto factores que impiden que
una población alcance su máximo
potencial biótico
Factores externos
Factores internos
Bióticos: depredadores
parásitos..
Abióticos: cambio clima,
escasez alimentos,
catástrofes, gases….
Aumento densidad de
población => problemas
reproducción

r
+
TN+TM -
RA
+
-+
- -
POBLACIÓN
Por la resistencia ambiental se producen
dos bucles de retroalimentación negativa
que afectan al potencial biótico y
controlan el nº de individuos
de la población

 La resilencia es una medida de como el
sistema responde a una perturbación. Es la
habilidad del sistema a retornar a su estado
inicial después de una perturbación. Si la
resilencia es baja se entrará en un nuevo
estado.
 Cuanto mayor es la resilencia del sistema
mayor perturbación puede afrontar el
sistema.
 La resilencia en general es considerada
como positiva. Ejemplo los bosques de
Eucalipto en Australia que tienen una
alta resilencia porque después de un
fuego sus troncos crean brotes y como
las demás especies han sido
destruidas no presentan competencia.
 La resilencia también puede ser
considerada negativa, por ejemplo con
las bacteria patógenas resistentes a
antibióticos.
RESILENCIA DEL SISTEMA

Factores que afectan la resilencia de un ecosistema
http://www.gerrymarten.com/ecologia-humana/capitulo11.html
Mayor resilencia:
Cuanto mayor diverso y complejo es un ecosistema la resilencia aumenta puesto que hay
más interacciones entre las diversas especies.
Cuanto mayor diversidad genética en una especie.
Especies con una amplitud geográfica grande.
Cuanto más grande es el ecosistema, porque los animales pueden encontrase entre ellos y
hay menos efecto borde.
El clima tropical aumenta la resilencia porque la luz, la temperatura y el agua no están
limitados por lo que la tasa de crecimiento es alta, mientras que en el Ártico el crecimiento de
las plantas es bajo porque la fotosíntesis es baja.
La rapidez de reproducción. “r estrategas cuya reproducción es rápida pueden recolonizar el
sistema mejor que los k estrategas”.
Los humanos pueden eliminar o mitigar las amenazas del sistema (eliminar la contaminación,
reducir las especies invasoras) y esto produce como resultado mayor resilencia.

BIOCENOSIS ó COMUNIDAD
factores bióticos del
ecosistema
Adaptaciones: Para ocupar un nicho
ecológico en un hábitat determinado

factores bióticos del ecosistema
 Las adaptaciones
optimizan los
factores limitantes
disponibles
 Los factoresLos factores
limitantes:limitantes: SonSon
aquellos factoresaquellos factores
bióticos o abióticosbióticos o abióticos
que se encuentran enque se encuentran en
un valor crítico,un valor crítico,
determinando eldeterminando el
máximo desarrollomáximo desarrollo
que alcanza unaque alcanza una
población.población.

 Las adaptaciones optimizan los factores
limitantes disponibles
Veamos algunos ejemplos:
Factor limitante Adaptación
Sales minerales
(nutrientes vegetales)
NITRATOS
Simbiosis
entre
leguminosa y
Rhizobium

Presas
Camuflaje

Luz
Plantas
trepadoras

Temperatura
Orejas de
zorro

• Resistencia ambientalResistencia ambiental r TM
POBLACIÓN III
Crecimiento
Logístico . Curva en S
TN TMr
P
RA
-
-
+
++
+
-
-

En cuanto a los valores
del potencial biótico,
hay dos estrategias de reproducción
r estrategas
• Poseen un
potencial biótico muy
elevado (alta TN)
• Tienen muchas
crías que reciben
pocos cuidados
• Poca
supervivencia.
k estrategas
• Poseen un
potencial biótico bajo
(menor TN)
• Tienen pocas crías
que reciben muchos
cuidados
• Elevada
supervivencia.

• ESTRATEGIAS DE REPRODUCCIÓN:
– r estrategasr estrategas: r => TN => abandono => TM => insectos, peces
– k estrategask estrategas:: TN => abandono => TM => mamíferos, encina. peces
POBLACIÓN IV
r k

r estrategasr estrategas
Especies que presentan elevada
fertilidad, su tasa de natalidad es
muy elevada (gran potencial
biótico) aunque su supervivencia
sea baja.
Son propias de ambientes
cambiantes o inestables, sometidas
a elevados índices de mortalidad,
que compensan con crecimientos
explosivos en períodos favorables.
Son especies oportunistas,
pioneras o colonizadoras que
basan su éxito en producir un gran
número de esporas, huevos, larvas
o juveniles aunque su mortalidad
sea muy elevada.
Nºindividuos Tiempo
SupervivenciaSupervivencia
FecundidadFecundidad

k estrategask estrategas
Especies que sitúan el número de
individuos por debajo de la
capacidad de carga K.
Priman la supervivencia por encima
de la fertilidad.
Son especies propias de ambientes
estables, muy adaptadas a ellos, en
general grandes y longevas.
Son especies muy territoriales, con
marcada organización social. Nºindividuos
Tiempo
SupervivenciaSupervivencia
FecundidadFecundidad
o Son muy EFICIENTES (Buenos resultados con poco gasto energético)
 Presentan mecanismos de regulación social: no todos los individuos se
reproducen, son muy sensibles a cambios ambientales, etc.

POBLACIÓN V
• Especies amenazadasEspecies amenazadas: nº de
individuos se han reducido
hasta alcanzar un número
crítico => peligro de extinción
• Valencia ecológicaValencia ecológica: intervalo de
tolerancia de una especie
respecto a un factor cualquiera
del medio (luz, temperatura,
humedad…) que actúa como
factor limitante.
– Especies eurioicasEspecies eurioicas: con
valencia ecológicas de gran
amplitud de tolerancia. Especies
r estrategas => generalitas.
– Especies estenoicasEspecies estenoicas: con
valencia ecológica de pequeña
amplitud de tolerancia. Especies
k estrategas => especialistas.
Nº
individuos
Especie esteoica
Especie
eurinoica

Especie amenazada es aquella
cuyo nº de individuos se reduce drásticamente
hasta llegar a una cifra crítica que las pone en peligro de extinción
Un incremento drástico
de la RESISTENCIA AMBIENTAL
Causas naturales:
Cambio climático, etc
Causas artificiales:
Intervención humana
Amenaza para la supervivencia de una especie

La variación de un determinado factor abiótico regula el desarrollo
de una especie (su tasa de natalidad TN y su tasa de mortalidad
TM). De estos factores, siempre hay uno especialmente importante
que son los factores limitantes. Cada especie tiene sus factores
limitantes (climáticos, del suelo, de composición de las aguas….)

VALENCIA ECOLÓGICA es el
intervalo de tolerancia de una
especie respecto de un factor
del medio que actúa como factor
limitante
FACTORES:
Temperatura,
humedad,
nutrientes, pH, …

EstenoicasEstenoicasEurioicasEurioicas
Poseen valencias ecológicas
de gran amplitud
para un determinado factor
Presentan límites de tolerancia
estrechos para un
determinado factor
Nº
individuos
Valor del factor
limitante
Valencia
ecológica
EstenoicaEstenoica
EuroicaEuroica
El nº máximo de individuos
no suele ser muy elevado
Son generalistas  tolerantes
con las variaciones del medio
Suelen ser estrategas de la r
Son muy exigentes con los valores de
un determinado factor
En condiciones óptimas, el nº de
individuos llega a ser muy elevado
Suelen ser k estrategas
Muy especialistas  responden de un
modo muy eficaz ante las condiciones
que le son propicias

Actividad 3: Insecticida genérico en Borneo (1985)
contra el Anopheles, para combatir la malaria.
Mató otros muchos insectos:
Moscas y cucarachas  murieron envenenados los lagartos y los gatos que se
los comían  aumentó la población de ratas  apareció la peste.
Avispas  aumentó la población de orugas  se comieron las hojas de los
techos de las casas, que se cayeron.
a) Explicar la relación entre todos los seres vivos participantes. ¿De
qué dependía el tamaño de cada una de las poblaciones?
Dieldrín  cucarachas  lagartos  gatos  ratas  pulgas  peste
avispas  orugas  tejados de las casas
Es un caso de efecto dominó: el número de individuos dependía de otras
poblaciones, que lo controlaban con bucles negativos.

a) Explicar la relación entre todos los seres vivos
participantes. ¿De qué dependía el tamaño de cada
una de las poblaciones?
Es un caso de efecto dominó: el número de individuos
dependía de otras poblaciones, que lo controlaban con
bucles negativos.

b) ¿Qué factores provocaron el aumento de la resistencia ambiental que hizo
desaparecer algunas especies?
La pulverización con dieldrín, que hizo desaparecer a todas las especies menos
las ratas (que no tenían depredadores naturales).
c) ¿Qué factores de la resistencia ambiental
limitaban el tamaño de las
poblaciones?
La existencia de depredadores. Al desaparecer
los depredadores (por falta de presas, los
insectos), las ratas aumentaron su número
de individuos exponencialmente.
d) ¿Qué nuevos problemas aparecieron por
la intervención humana?
La peste y la caída de los techos de las casas.

FACTORES LIMITANTES BIÓTICOS
• DE LA PRODUCCIÓN PRIMARIADE LA PRODUCCIÓN PRIMARIA:: plagas y parásitos.
• DE LA PRODUCCIÓN SECUNDARIADE LA PRODUCCIÓN SECUNDARIA::
– INTERACCIONES INTRAESPECÍFICAS:INTERACCIONES INTRAESPECÍFICAS:
• Por el alimentos, el territorio o la pareja, contribuyen a la selección
natural => se reproducen los ejemplares más dotados.
• Hacinamiento desencadena procesos hormonales que disminuye la
tasa de natalidad.
• Migraciones intervienen en la regulación de la población.
– INTERACCIONES INTERESPECÍFICAS:INTERACCIONES INTERESPECÍFICAS: el factor que controla el
crecimiento de las poblaciones es la disponibilidad de Producción Neta
=> organismos que sirven de alimentos.
• Depredación.
• Parasitismo.
• Competencia interespecífica y nicho ecológico.

Relaciones
intraespecíficas I
Entre individuos de la misma especie
 Asociación familiar
 Asociación gregaria
 Asociación colonial
 Asociación estatal

Relaciones
intraespecíficas II
Asociación familiar: Fines reproductivos

Relaciones
intraespecíficas III
 Asociación gregaria: Fines variados; defensa,
alimentación, migración,..

Relaciones
intraespecíficas IV
 Asociación colonial: Unidos físicamente
esponjas
corales

Relaciones
intraespecíficas V
 Asociación estatal: jerarquía y reparto del trabajo

Relaciones
intraespecíficas VI
 Competencia: por los alimentos, las hembras, el rango dentro del
grupo.., permite la selección de los más aptos y el
fortalecimiento de la especie

Relaciones
Interespecíficas I
Entre individuos de
especies diferentes
 Depredación: (+,-)
 Parasitismo: (+,-)
 Competencia: (-,-)
 Comensalismo: (+,o)
 Inquilinismo: (+,o)
 Mutualismo: (+,+)

Mutualismo Simbiosis Competencia Parasitismo
Depredación Comensalismo Inquilinismo Amensalismo
+
─
+
+
+
+ ─
─
─
+
+
0
0
+
─
0

AUTORREGULACIÓN DE LA COMUNIDAD
Parasitismo
Una especie, el parásito
(A), se beneficia de otra
especie, el huésped (B),
que sale perjudicado.
Beneficioso para A. Perjudicial para B.
Los virus son
parásitos
intracelulares
obligados.
Piojos, garrapatas,
pulgas en el exterior
del organismo
(ectoparasitismo).
Lombrices y tenía en
el interior del
organismo
(endoparasitismo).
Depredación
Una especie, el
depredador (A), se
alimenta de otra, la
presa (B).
Beneficioso para A. Perjudicial para B.
Carnívoros y sus
presas.
Herbívoros y su
alimento vegetal.
Inquilinismo
Una especie (A) se
beneficia aprovechando
el espacio que le
proporciona otra especie
(B) sin causarle
perjuicio.
Beneficioso para A. Indiferente para B.
Pájaro que hace su
nido en un árbol
RELACIONES INTERESPECÍFICAS

RELACIONES INTERESPECÍFICAS
Simbiosis
Ambas especies se
benefician
mutuamente pero no
pueden vivir
aisladas.
Beneficioso. Beneficioso.
Líquenes: alga +
hongo.
Bacterias del
intestino humano y
de otros
mamíferos.
Comensalismo
Una especie (A) se
ve beneficiada
aprovechándose de
la comida sobrante
de la otra (B) sin
ocasionarle perjuicio
ni beneficio.
Obligatorio para A. Indiferente para B.
Pez rémora y
tiburón.

Relaciones
Interespecíficas II
 Depredación: (+,-)

Modelo depredador – presa (+ -)
PRESA DEPREDADOR
+
-
-
El bucle de realimentación negativo es estabilizador
La compañía peletera canadiense Hudson’s Bay Company
durante décadas registraron las poblaciones de lince y liebre de las nieves
Crece la presa
Crece el depredador
Se inicia el
descenso de
la población
de presas
No hay
suficientes
presas,
disminuyen
depredadores
La población de
presas se
recupera al
disminuir los
depredadores
Las fluctuaciones se
observan con una
diferencia temporal
Lockta y Volterra

Relaciones
Interespecíficas III
presa depredadorencuentros
nacimientosnacimientos
defunciones
defunciones
+
-
+
-
 Depredador-presa: (+,-)
+ +
+
+
+
+
+
+
- -

Relaciones
Interespecíficas IV
presa depredador
 Depredador-presa: (+,-)
+
-
-
presa
depredador
Densidad
población
tiempo

Relaciones
Interespecíficas V
 Parasitismo: (+,-) Endo y ectoparásitos

Relaciones
Interespecíficas VI
Hospedante Parásitoencuentros
nacimientosnacimientos
defunciones defunciones
+
-
+
-
 Parasitismo: (+,-)
-
-+
+
+
+
+ +
++

Relaciones
Interespecíficas VII
 Competencia: (-,-): Por un nicho ecológico
Buitre leonado
Quebrantahuesos
Resuelta
Buitre leonado
Y Buitre negro
Sin
resolver

Competencia (C) y nicho Competencia
Interespecífica
Si dos especies compiten por un mismo recurso que sea limitado, una
será más eficiente que la otra en utilizar o controlar el acceso a dicho
recurso y eliminará a la otra en aquellas situaciones en las que puedan
aparecer juntas. (G.F. Gause)
Principio de exclusión competitiva

Competencia (C) y nicho
Mismo nicho ecológico, distinto hábitat.Mismo hábitat, distinto nicho ecológico.

Relaciones
Interespecíficas VIII
Encuentros 1 Encuentros 2
Presa
depredador 2
depredador 1
defunciones
+
-
+
-
 Competencia y Nicho: (-,-)
+
-
+
+
+
++
+
+
+
nacimientos nacimientos
+
nacimientos
++
defuncionesdefunciones
+
-
--
+
-
+
Sumo 2 bucles negativos
Bucle + que provoca
la desaparición del
depredador peor adaptado

Relaciones
Interespecíficas IX
 Comensalismo: (+,o)
RÉMORA TIBURÓN

Comensalismo (+ o)
Ejemplo: Comensalismo de buitres y grandes carnívoros.
Hay implicados 3 individuos. La relación entre el león y la gacela es de
depredación.
Al buitre le afectan los encuentros entre la gacela y el león. No caza, sino que se
lo encuentra ya cazado.
El león es depredador de la gacela, es decir, controla su población (afecta a su
tasa de mortalidad). El buitre no controla la población de gacelas.
El buitre sale beneficiado de la relación entre el león y el buitre, y para el león es
indiferente.

Relaciones
Interespecíficas X
 Inquinilismo: (+,o)
Anémona ( o )
Pez payaso (+)
(“ Nemo ”)

Relaciones
Interespecíficas XI
Mutualismo: (+,+) : Cuando la relación es obligada
se denomina simbiosis, este es el caso de los
líquenes; simbiosis entre alga unicelular y hongo.
liquen ermitaño + anémona

Mutualismo (+ +)
Ejemplo de mutualismo: garcilla y rinoceronte.
Participan 3 organismos: las garcillas se comen los ácaros que
molestan al rinoceronte. La relación entre los ácaros y el
rinoceronte es parasitismo. La relación entre la garcilla y los
ácaros es de depredación.

Relaciones
Interespecíficas XII
• SIMBIOSIS (+,+):
ALGA HONGO
NACIMIENTOS NACIMIENTOS
DEFUNCIONES DEFUNCIONES
+
+ +
+
+
+ +-- --

Actividad 9: gráfica con oscilaciones en la
vegetación, la población de liebres, de perdices y de
linces.
a) ¿Por qué hay tiempo entre las oscilaciones de
productores y del resto de niveles?
Es el tiempo de respuesta: tras el aumento de la
población presa, para que aumente la población del
depredador debe pasar un tiempo de reproducción.

linces.
b) Análisis de las relaciones causales:
• Perdiz-liebre:
• Liebre-lince:
Competencia, si escasea el alimento.
Depredación.

linces.
c) ¿Qué ocurre si se caza el lince hasta extinguirlo?
Aumentarían exponencialmente las poblaciones de perdiz y
de liebre, hasta alcanzar un nuevo límite de carga marcado
por la vegetación.

linces.
d) ¿Cuáles serían las consecuencias de introducir
conejos en el territorio?
Competirán con las liebres: son más voraces y más
prolíficos (su r es mayor). Acabarían con la hierba y
desaparecerían los otros herbívoros. El lince comería sólo
conejos.

CONCEPTO DE ESPECIE
Grupo de organismos capaces de reproducirse entre sí produciendo
una descendencia fértil

 Especies amenazadasEspecies amenazadas: nº de
individuos se han reducido
hasta alcanzar un número
crítico => peligro de extinción
 Valencia ecológicaValencia ecológica: intervalo de
tolerancia de una especie
respecto a un factor cualquiera
del medio (luz, temperatura,
humedad…) que actúa como
factor limitante.
 Especies eurioicasEspecies eurioicas: con
valencia ecológicas de gran
amplitud de tolerancia.
Especies r estrategas =>
generalitas.
 Especies estenoicasEspecies estenoicas: con
valencia ecológica de
pequeña amplitud de
tolerancia. Especies k
estrategas => especialistas.
Especie estenoica
Nº
individuos
Especie
eurioica

curva de Gauss
Para cada factor limitante , cada especie presenta una zona o rango de tolerancia definida
por unos límites de tolerancia a partir de los cuales los individuos mueren y una zona óptima
donde su crecimiento es máximo.

Las especies eurioicas toleran un rango muy amplio de valores
para un factor ambiental , mientras que las especies
estenoicas admiten variaciones muy limitadas.

HÁBITAT Y NICHO ECOLÓGICO
 Hábitat: “domicilio” lugar donde una
especie, desarrolla su actividad.

El hábitat de una especie
(no es lo mismo que biotopo pues éste se refiere a una comunidad)
Es el lugar físico que ocupa en el ecosistema y que reúne las
condiciones necesarias para que pueda vivir él .
El hábitat del abedul son zonas frías y húmedas El hábitat de la carpa son lagunas o zonas del río
de corriente débil , fondo poco profundo y
abundantes algas

 Nicho ecológico: “oficio”
de una especie, dentro del
ecosistema. Recursos que
explota. Forma de obtener
la materia y energía de la
especie.
“Conjunto de circunstancias,Conjunto de circunstancias,
relaciones con el ambiente,relaciones con el ambiente,
conexiones tróficas yconexiones tróficas y
funciones ecológicas quefunciones ecológicas que
definen el papeldefinen el papel
desempeñado por unadesempeñado por una
especie de un ecosistemaespecie de un ecosistema””
 Algunas poblaciones
pueden compartir hábitat
pero no nicho ecológico.

 Garzas:Garzas:
 Hábitat: pantano
 Nicho ecológico: tipo
de vivienda, lugar de
anidación, época de
celo, formas de
alimentación, etc…
 “cada especie de garzacada especie de garza
tiene un nichotiene un nicho
ecológico diferente delecológico diferente del
resto de garzas con lasresto de garzas con las
que comparte elque comparte el
hábitathábitat””

NICHO ECOLÓGICO: Parte del hábitat ocupada por una especie y los
recursos existentes en ella. El nicho ecológico de un organismo no solo
depende de dónde viva sino también de la función que cumple en el
ecosistema.

 Nicho potencial (ideal o fisiológico,
fundamental): satisface todas las
necesidades de una determinada especie. Es
prácticamente inalcanzable en ambientes
naturales.
 Nicho ecológico, efectivo (real): el ocupado
por una especie en condiciones naturales.
 Especies vicarias: cuando dos especies que
comparten el mismo nicho ecológico viven en
zonas geográficas muy alejadas. Ejemplo:
vaca, canguro, bisonte.

NICHO POTENCIAL Y NICHO REAL
El grado de solapamiento de nichos dentro de una comunidad
nos da información sobre el grado de competencia por un
recurso

NICHO POTENCIAL Y NICHO REAL
Las interacciones entre los
individuos de una comunidad
determina que se distinga
entre el nicho potencial y el
nicho real

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Biodiversidad
• Riqueza o variedad de las especies de un ecosistema y
la abundancia relativa de los individuos de cada
especie.
• Actualmente el termino engloba tres conceptos:
– Variedad de especies que existen en la tierra: variedad y
cantidad.
– Diversidad de ecosistemas en nuestro planeta.
– Diversidad genética.
“ A lo largo de la historia de la vida, han existido cinco
extinciones masivas, que han provocado bruscas caídas de la
biodiversidad: las especies k estrategas se extinguieron, sólo
las r estrategas sobrevivieron”

Importa tanto la variedad
como la cantidad de
individuos de cada especie
Biodiversidad
(Río de
Janeiro, 1992)
Variedad de especies
que hay en la Tierra
Diversidad de
ecosistema del planeta
Ecosistemas terrestres y
acuáticos
Diversidad genética
Los genes de los individuos
permiten la evolución, se
enriquecen por cruzamiento y
permiten su adaptación
BIODIVERSIDAD

biodiversidad
• Importancia:
especies => relaciones => autorregulación => estabilidad
““ Ventaja:Ventaja: ante una perturbación ( introducción nueva especie oante una perturbación ( introducción nueva especie o
extinción de una especie) el ecosistema con mayor diversidad => másextinción de una especie) el ecosistema con mayor diversidad => más
posibilidad de amortiguar los efectos de la perturbación y alcanzar elposibilidad de amortiguar los efectos de la perturbación y alcanzar el
equilibrioequilibrio””
Cada especie es el resultado de millones de años de evolución y cada unaCada especie es el resultado de millones de años de evolución y cada una
es única e irrepetible, posee un bagaje genético que le permite ocupar unes única e irrepetible, posee un bagaje genético que le permite ocupar un
nicho ecológico determinadonicho ecológico determinado
La diversidad biológica da estabilidad al ecosistema, debido al alto nº de
relaciones causales que se dan entre las especies
Las especies raras son importantes, ante la variación de condiciones
ambientales podrían ampliar su nicho ante la extinción de especies dominantes
 aumento de la estabilidad del ecosistema

BIODIVERSIDAD
Cambios en las condiciones medioambientales
Extinción de especies
Sobre todo k estrategas
5 extinciones masivas5 extinciones masivas
Finales del Ordovícico: trilobites y otrosFinales del Ordovícico: trilobites y otros
Finales del Devónico: trilobites y otrosFinales del Devónico: trilobites y otros
Finales del Paleozoico: casi todas las especiesFinales del Paleozoico: casi todas las especies
Finales del Triásico: reptilesFinales del Triásico: reptiles
Finales del Cretácico: dinosauriosFinales del Cretácico: dinosaurios
Índice de
extinción
Una especie
cada 500 –
1000 años

BIODIVERSIDAD
Aumento
de la
población
Aumento
de la
población
PROBLEMA de la
pérdida de la
BIODIVERSIDAD
Provocan
Incremento
del uso de
recursos
Incremento
del uso de
recursos
Cuyas causas se
resumen en
SobreexplotaciónSobreexplotación Alteración y
destrucción de
hábitats
Alteración y destrucción
de
hábitats
Deforestación con fines
madereros,
sobrepastoreo, caza y
pesca, coleccionismo y
comercio ilegal de
especies protegidas
Introducción y
sustitución de
especies
Introducción y
sustitución de
especies
Cambios en el uso del
suelo, extracción masiva
del agua, fragmentación
de hábitats naturales,
construcción de obras
públicas, contaminación
del agua y el aire, cambio
climático e incendios
Introducción de
especies foráneas y
sustitución de especies
naturales por otras
obtenidas por selección
artificial

BIODIVERSIDAD
Medidas para evitar la pérdida de
biodiversidad.
 Proteger las áreas geográficas de especies amenazadas: crear
espacios protegidos.
 Realizar estudios sobre el estado de los ecosistemas.
Como los indicadores PER (Presión, estado, respuesta): la
Huella ecológica y el Índice del Planeta Viviente.
 Decretar y respetar las leyes promulgadas para la
preservación de especies y ecosistemas (Convenio
CITES).
 Crear bancos de genes y de semillas de las especies
amenazadas.
 Fomentar el turismo ecológico y la educación ambiental.

Principales amenazas para la
biodiversidad
1. Destrucción y fragmentación del hábitat.
La Unión Mundial para la Conservación de la Naturaleza (IUCN) estima que alrededor del 85% de las especies en
peligro están en esta condición debido a la pérdida de su hábitat.
Conversión a la agricultura
Casi todas las prácticas agrícolas requieren la eliminación de la vegetación original y su reemplazo por cultivos y
animales domesticados.
Prácticas forestales
Desde hace siglos, los bosques han sido eliminados para obtener combustible, materiales de construcción, para
despejar el terreno para la agricultura, etc. Estas prácticas se conocen como deforestación, concepto que se
refiere a la destrucción de gran parte de la tierra boscosa. Por otro lado, además de servir como cobijo a
animales y plantas, los bosques proporcionan muchos otros servicios al ecosistema, modificando el clima,
reduciendo la incidencia de inundaciones y protegiendo al suelo de la erosión. Las plantas mantienen también el
agua en las superficies, por lo que reducen el índice de desbordamientos. Al disminuir, una mayor cantidad de
agua penetra en el suelo, recargando los acuíferos.
Pastizales y prácticas de pastoreo
Eliminan específicamente ciertas especies de plantas, bien por ser venenosas o bien por no servir de alimento para
los animales. En otros casos, se producen persecuciones y matanzas de la fauna nativa, si ésta representa una
amenaza para el ganado; es el caso de predadores o de otras especies que pueden transmitir enfermedades al
ganado.
Pérdida del hábitat en los ecosistemas acuáticos
El método más utilizado para recolectar peces y mariscos que viven en profundidad es el que utiliza las redes de
arrastre, produciendo una pérdida total de l ecosistema. Los lagos y ríos son modificados para la navegación,
irrigación, control de inundaciones, generación de energía y para la práctica de deportes acuáticos, lo que altera
la cantidad y especies de organismos acuáticos presentes en una zona.

Principales amenazas para la
biodiversidad
Conversión del territorio a urbano y uso industrial
Una gran proporción de áreas urbanas está cubierta por superficies impermeables que impiden el crecimiento de
las plantas y desvían el agua de las lluvias a corrientes locales.
2.Sobreexplotación de especies.
El ser humano, como especie omnívora, utiliza especies de lo más variadas para su alimentación, aunque en
muchas ocasiones son utilizados con otros los fines. Es el caso de muchas plantas y animales, que se usan
como decoración, flores que son cortadas, pieles de animales que son utilizadas como vestidos; incluso algunas
partes de animales son utilizadas por sus supuestas cualidades afrodisíacas.
Entre las actividades que provocan un mayor impacto a la biodiversidad se encuentran la pesca excesiva e
incontrolada por parte de las industrias pesqueras, la recolección no sostenible de especies marinas y
dulceacuícolas, y la captura para el comercio de la acuariofilia.
3.Introducción de especies exóticas y enfermedades.
Muchas especies llegan de manera accidental, como polizones en materiales importados, otras directamente
son introducidas por el hombre. Aunque muchas especies exóticas no prosperan en las nuevas áreas, algunas lo
han hecho a costa de las especies autóctonas, compitiendo con ellas por los recursos alimenticios, cazándolas, o
introduciendo parásitos que provocan enfermedades a las que éstas no pueden hacer frente.
La introducción de especies exóticas es especialmente dañina en los ecosistemas insulares, ya de por sí muy
frágiles. Es el caso de las ratas, que han provocado en muchas islas un impacto importante sobre la anidación
de las aves, ya que se comen sus huevos y matan a sus crías.
Los ecosistemas de agua dulce también se han visto afectados de manera radical por las introducciones
accidentales de especies como el mejillón cebra o el cangrejo americano. En el caso del mejillón su presencia
tiene tres impactos principales, ya que atasca las tuberías de las plantas de tratamiento de aguas, establece sus
colonias sobre las de los mejillones nativos, ocasionándoles la muerte, y altera los ecosistemas al filtrar
demasiado plancton y permitir que crezcan más plantas acuáticas.

• Funciones:
– Contribución a mantener los niveles de gases
en la atmósfera y el equilibrio de los ciclos
biogeoquímicos.
– Influencia en el establecimiento del flujo de
energía y reciclado de la materia (formación
de suelos).
– Intervención en la regulación de los climas.
– Factor fundamental en el equilibrio y
estabilidad de los ecosistemas.
biodiversidad

SUCESIÓN ECOLÓGICA
• Cambios producidos en los ecosistemas aCambios producidos en los ecosistemas a
lo largo del tiempo.lo largo del tiempo.
arena Bacterias, hongos,
Musgos, líquenes
Suelo formado
Hierbas anuales
Suelo formado
Hierbas anuales
Hierbas
perennes
ArbustosÁrboles

 Proceso dinámico
 Interacciones entre factores bióticos y abióticos
 Se produce a lo largo del tiempo
 Da lugar a formación de ecosistemas complejos y estables
SUCESIÓN ECOLÓGICA

Sucesión ecológica
Tipos:
• Sucesiones primariasSucesiones primarias: parten de un terreno
virgen:
– Rocas.
– Dunas.
– Islas volcánicas.
• Sucesiones secundariasSucesiones secundarias: cuando se
conserva parcialmente o totalmente el suelo.
– Erupción volcánica.
– Incendio.
– Catástrofes provocadas por el hombre.

• REGRESIÓN: proceso inverso a la
sucesión:
Causas naturales (erupción volcánica o un cambio
climático)
Causas provocadas por el hombre

ALGUNAS REGRESIONES PROVOCADAS POR LA HUMANIDAD
Explotación de los
ecosistemas por
el ser humano
Explotación de los
ecosistemas por
el ser humano
Sobrestima su
capacidad de
autorregulación
ProblemasProblemas
Deforestación Incendios forestales
Introducción de
nuevas especies

Deforestación
 Tras abandonar un cultivo, la
recuperación es más fácil si había
vegetación autóctona en los
lindes (como en la agricultura
tradicional).
 Es más fácil la recuperación (tras
una tala masiva) de un bosque
templado que de una selva
tropical, pues en el caso de la
selva casi no hay materia
orgánica en el suelo pues la
descomposición es muy rápida.
Tras la tala se forman lateritas
(costras rojas).
 En el caso de un bosque
templado hay más materia
orgánica en el suelo, pues se
descompone más lentamente,
con lo que el suelo sigue fértil y
es más fácil recuperar el bosque.

Incendios forestales
 Son beneficiosos si son
naturales, pues rejuvenecen el
bosque, controlan el
crecimiento de la vegetación e
impiden otros incendios
mayores.
 Muchos incendios repetidos
destruyen el humus (capa
superior del suelo, rica en
materia orgánica), con lo que
se puede perder el suelo por
erosión.
 Hay especies pirófilas, que se
ven favorecidas por los
incendios, pues son las
primeras en colonizar las
cenizas (pinos, jaras).
 La longitud de la sucesión
secundaria depende de:
 la magnitud del incendio
 el estado del suelo
 la existencia de semillas
resistentes en el suelo.

Introducción de
nuevas especies
Desplazan a las autóctonas y
alteran el ecosistema.
 Caulerpa taxifolia.
Alga invasora en el
Mediterráneo
procedente de un
acuario de Mónaco.
 Desplaza a todas las
plantas y algas
autóctonas, y no sirve
de cobijo ni alimento a
ninguna otra especie,
pues es tóxica.

Introducción de nuevas especies
Las autoridades australianas ya no saben qué hacer
con ellos para evitar la competencia que le hacen a
los marsupiales como los bandicuts y ualabíes,
algunas de cuyas especies ya están cercanas a la
extinción.
Los conejos son una plaga especialmente dañina en Australia,
donde son cientos de miles, y siguen aumentando al no tener
depredadores naturales. Todos descienden de unas pocas
parejas liberadas a finales del siglo XIX en el sureste de la isla.

 La introducción del zorro rojo se convirtió en un nuevo
problema porque este animal se ha inclinado por cazar los
marsupiales, más lentos, en lugar de los conejos.
 El desarrollo artificial de la mixomatosis se ha convertido
en una catástrofe para las poblaciones de conejos de otros
lugares donde no son una plaga, especialmente en Europa,
lo que ha afectado a la cadena trófica.
 En Australia se ha llegado a sugerir la importación del
diablo de Tasmania, hoy extinto fuera de su isla, para
combatirlos. De momento continúan las batidas.
Introducción de nuevas especies

 El cercado tiene 1,80m de altura
y se introduce otros 30 cm en el
terreno. Fue construida en 1880
con el objetivo de controlar las
poblaciones de conejos pero,
resultó inútil.
 En 1914, fue adaptada para ser
"a prueba de dingos" (una
especie de perros salvajes). Su
objetivo es proteger los rebaños
de ovejas del sur de Queensland.
The Dog Fence.

 Ganado doméstico en
Australia.
No había descomponedores para
sus heces, que estropeaban los
prados. Introdujeron
escarabajos coprófagos.
 Eucaliptos introducidos en
otras partes del planeta.
No hay bacterias que degraden
sus hojas, que se acumulan sin
descomponerse e impiden el
crecimiento de otras plantas.

Cangrejo americano (Procambarus clarkii)
El cangrejo americano ha puesto en grave riesgo al cangrejo autóctono,
pero además afecta a otras especies, como anfibios y peces, así como
daños en los cultivos. Se introdujo en Europa en los años treinta del
siglo XX para consumo humano. A España, llegó en 1974 con el mismo
fin. Escapó y su expansión ha sido imparable.

Mejillón cebra (Dreissena polymorpha)
Recibe este nombre por sus rayas oscuras y blancas. Es natural de
los mares Negro y Caspio. Se detectó por primera vez en 2001, en
Cataluña, en el bajo Ebro, pero ya se ha extendido de forma rápida a
otras comunidades. Provoca la disminución de la diversidad
biológica en los ecosistemas que invade y daña todo tipo de
construcciones hidráulicas. En Estados Unidos, ha causado, en diez
años, pérdidas por valor de 1.600 millones de euros.

Actividad : Tala total o parcial (quema de
pequeñas áreas) de selva tropical.
a) ¿Qué regresión es mayor?
En la tala total se arrasa totalmente el suelo, que pierde
la materia orgánica y se erosiona. Cuesta mucho volver a
recuperarlo.

Actividad 12: Tala total o parcial (quema de
pequeñas áreas) de selva tropical.
Selva tropical Bosque templado
Materia orgánica en el
suelo
Muy escasa Muy abundante
Descomposición de la
materia orgánica
Rápida (favorecida por
las altas tª y humedad)
Lenta (dificultada por las
bajas tª y poca
humedad)
Efecto de la tala sobre
el suelo
Empobrecimiento total,
se forman costras rojas
El suelo sigue fértil años
después de talar
Necromasa Poca Mucha
Nutrientes Están en la vegetación
principalmente
Están en el suelo
principalmente
b) Comparación entre selva tropical y bosque templado.

• Cambios observados en los ecosistemasCambios observados en los ecosistemas:
– La biodiversidad : comunidad clímax (máximo número de
especies).
– La estabilidad : relaciones entre especies muy fuertes.
– Se pasa de especies “r estrategas” (oportunistas) a “k estrategas”
(especialistas).
– Nº nichos : las especies “r” son expulsadas por las “k”=>
aparece una especie para cada nicho.
– La productividad : en una comunidad clímax (máximo número de
especies) estado de máxima biomasa y mínima tasa de
renovación.
– Desarrollo del suelo maduro (con todos los horizontes y cada vez
más fértil).
Selva tropical:
– comunidad clímax
– Ecosistema cerrado : la materia se recicla con rapidez (por los
descomponedores y se almacena en forma de biomasa)

Evolución de
parámetros tróficos
La productividad disminuye
Máxima biomasa.
Reglas generales
de las sucesiones
La diversidad aumenta
Comunidad clímax
con un gran nº de
especies
La estabilidad aumenta
Relaciones múltiples y fuertes
en la biocenosis.
Se crean Suelos maduros
Cambio de unas especies por otras
De especies pioneras oportunistas
colonizadoras (r estrategas)
A especies más exigentes y
especialistas (k estrategas)
El nº de nichos aumenta
Especies r sustituidas por las k
Al final una especie por cada nicho y mayor nº de nichos

• Producción Neta del Ecosistema (PNE).
PNE = PPB - (Ra + Rh).
• Si la PNE >0 (sobran intereses)=> ecosistema etapa
juvenil => sobra producción => se admiten nuevas
especies.
Etapas juveniles => diversidad de especies => la
diversidad de relaciones, hábitats, nichos, así como
la estabilidad del ecosistema.
la dinámica general es el aumento de la biodiversidad.la dinámica general es el aumento de la biodiversidad.
Como la tasa fotosintética es mayor que la de respiración, la
cantidad de dióxido de carbono absorbido es mayor que la
emitida; estos ecosistemas funcionan como sumideros de
dióxido de carbono.

 Si la PNE = 0 (no sobran intereses)=> ecosistema en fase de
madurez o clímax.
 No sobra producción => se detiene el crecimiento de biomasa de
las poblaciones (alcanzan su capacidad de carga) y el
incremento de diversidad. Alcanza su capacidad de carga global
y la máxima biodiversidad y estabilidad.
 A pesar de alcanzar su máxima capacidad => la dinámica del
ecosistema no se detiene => las poblaciones pueden
experimentar fluctuaciones => nuevas especies pueden entrar en
el ecosistema => ocurre la extinción de alguna anterior.
 El equilibrio dinámico => la totalidad de la producción es
consumida, no hay ahorro, y los intereses se gastan en su
totalidad. De esta forma el ecosistema se autorregula.
La fotosíntesis se iguala a la respiración y el dióxido de carbono fijadoLa fotosíntesis se iguala a la respiración y el dióxido de carbono fijado
viene a ser igual al expulsado, por lo que estos ecosistemas no actúanviene a ser igual al expulsado, por lo que estos ecosistemas no actúan
como sumideros de la contaminación por este gascomo sumideros de la contaminación por este gas.

 Si la PNE < 0 (no solamente se consumen los intereses, sino también
el capital) => ecosistema en regresión.
El ecosistema se perturba fuertemente( intervención humana) =>
consumo > PPB => biomasa => desaparecen especies
(pérdida de biodiversidad) => relaciones, hábitats y nichos =>
ecosistema disminuye su capacidad de carga global y se vuelve
cada vez más frágil => erial.
Un ejemplo de degradación lo constituye el excesivo pastoreo
como está ocurriendo actualmente en los países africanos del
Sahel, donde el bosque y la sabana están transformándose en
ecosistemas áridos o desérticos. Así mismo, algunos parques
nacionales africanos, desregulados por la acción humana, han
sido arrasados por poblaciones de elefantes que han
sobrepasado la capacidad de carga de dichos parques.
En esta etapa de degradación la respiración supera a la fotosíntesis y seEn esta etapa de degradación la respiración supera a la fotosíntesis y se
emite más dióxido del que se absorbeemite más dióxido del que se absorbe.

Bibliografía
CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIOAMBIENTALES. 2ºBachillerato. CALVO, Diodora, MOLINA,
Mª Teresa, SALVACHÚA, Joaquin. Editorial McGraw-Hill Interamericana.
CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIAMBIENTALES 2º Bachillerato. MELÉNDEZ, Ignacio,
ANGUITA, Francisco. CABALLER, María Jesús. Editorial Santillana.
CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL MEDIO AMBIENTE. 2º Bachillerato. LUFFIEGO GARCÍA,
Máximo, ALONSO DEL VAL, Francisco Javier, HERRERO MARTÍNEZ, Fernando, MILICUA
ARIZAGA, Milagros, MORENO RODRÍGUEZ, Marisa, PERAL LOZANO, Carlota, PÉREZ PINTO,
Trinidad.
FLORA Y FAUNA. ORTEGA Francisco; PLANELLÓ Rosario. 2008. Editorial UNED.
I.E.S. Cardenal Cisneros de Alcalá de Henares, Madrid. HERNÁNDEZ, ALBERTO.
http://cienciassobrarbe.wordpress.com/2011/05/19/bioacumulacion/.

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