Ecología ecosistémica

1. Ecología de poblaciones
Ecología de comunidades
Ecología ecosistema
Ecología geográfica
Biología de la conservación
Ecología

2. Los ecólogos adquieren conocimientos sobre la manera en que funcionan los ecosistemas al analizar
el flujo de energía y el contenido de energía de cada nivel trófico.
CalorCalorCalorCalorCalor
Primer nivel
trófico:
productores
Segundo
nivel trófico:
consumidores
primarios
Tercer nivel
trófico:
consumidores
secundarios
Cuarto nivel
trófico:
consumidores
terciarios
Descomponedores
(saprótrofos)
Energía
proveniente
del Sol
RA 55-1 Animada Flujo de energía a través de ecosistemas
TO CLAVEFlujo de energía a través de los ecosistemas

3. tejidos. Los herbívoros son, a su vez,
devorados por carnívoros, que co-
sechan la energía almacenada en las
moléculas de los herbívoros. Otros
consumidores, llamados omnívoros,
comen una variedad de organismos,
tanto vegetales como animales.
Algunos consumidores, denomi-
nados consumidores de detritus o
detritívoros, comen detritos, que es
materia orgánica muerta que incluye
cadáveres, hojarasca y heces. Los con-
sumidores de detritos y los descom-
ponedores microbianos destruyen
organismos muertos y productos de
desecho. Los descomponedores,
también denominados saprótrofos,
incluyen heterótrofos microbianos
que se abastecen de energía al des-
componer las moléculas orgánicas
en los restos (cadáveres y desechos
corporales) de todos los miembros
de la cadena alimentaria. En términos
generales liberan moléculas orgánicas
simples, como bióxido de carbono
y sales minerales, que pueden ser
reutilizadas por los productores. La
mayoría de las bacterias y hongos son
descomponedores importantes.
Las cadenas alimentarias sim-
ples como la que se acaba de descri-
bir ocurren rara vez en la naturale-
za porque pocos organismos comen
sólo un tipo, o son devorados por
un solo tipo, de organismo. Más a me-
nudo, el flujo de energía y materiales
a través de los ecosistemas se lleva a
cabo en concordancia con un inter-
Diferenciación entre
cadena y red trófica

4. Definición de niveles tróficos, basados en su fuente alimenticia
en común
1er. Nivel trófico.
2do. Nivel trófico.
3ro. Nivel trófico.
Definición de longitud
trófica

5. 1er. Nivel trófico. Productores primarios, transforma la energía lumínica en
energía química para producir materia y oxigeno
Amplia diversidad de algas
fitoplanctonicas
Perifiton, asociación de
comunidades auto y
heterotróficas (Algas,
bacterias, hongos y plancton)

6. 2do. Nivel trófico, consumidores primarios. Herbívoros son capaces de
transformar la energía del tejido vegetal en energía animal
Boca, dientes incisivos
cortar los pastos
Rumiantes, relaciones
simbióticas con
microorganismos
Redecilla, acción
bacteriana
Libro, acción bacteriana
Cuajar,
alimento
regurgitado,
digestión
Termitas, tracto digestivo
asociado a microbios
Panza
Trychonympha sp
Una buena cantidad
de los invertebrados
son herbívorosLas heces que son expulsadas por primera vez, blandas (fermentadas por
bacterias en el ciego), las heces expulsadas por segunda vez son secas.
Capibara: Hydrochoerus hydrochaeris

7. 3ro. Nivel trófico. Carnívoros, animales que se alimentan de otros animales.
Para obtener a sus presas tiene que matarlas
Carnívoros sudamericanos
PIRAÑA
SURUBÍ
Peces depredadores de la Amazonía

8. Omnivoros, animales que se alimentan de diferentes fuentes alimenticias y
por lo tanto no posee una clara posición trófica
Cebus apella
Zorro Andino:
Pseudalopx culpaeus
Quatí: Nasua nasua
Oso de anteojos:
Tremarctos ornatus
PACÚ

9. Carroñeros (necrófagos), son animales
que se alimentan de animales muertos
Sarpofitos, equivalen a los
carroñeros de las plantas. Se alimentan
de tejidos de los vegetales muertos
Lyctus brunneus (Escaranajo de los muebles)
Isopteros (termitas) Anobium punctatum (Escaranajo de los muebles)
Yenas
Buitres
Dermestidos

10. Macrodescomponerores, animales
detritívoros que fragmentan la materia orgánica
(0,4%)(añaden sustancias e incentivan la
colonización baceriana)
Microdescomponerores,
microorganismos (bacterias, hongos y protozoos)
(99,6%). Descomponen la materia orgánica mediante
la segregación de enzimas de digestión.
Descomponerores, Otro complejo de organismos que se alimentan de los
restos de la materia orgánica fragmentada. Constituyen otros tipo de cadenas
tróficas
Insectos terrestre
Insectos acuáticos

11. Principal relación entre los macrodescomponedores y microdescomponedores
Hojarasca
Milpiés
Caracol
Colémbolos
Ácaros
Grillos
Medios acuáticos
Re-mineralización de la materia
orgánica
Medios terrestres, la acción
bacteriana son los responsables
de la regeneración de nutrientes
y concentradores de energía y
biomasa
Trichopteros

12. ➡Requerimientos anergéticos en los animales
Animal
body
External
environment
Energy
lost in
feces
Energy
lost in
nitrogenous
waste
Heat
Heat
Heat
Heat
Organic molecules
in food
Digestion and
absorption
Nutrient molecules
in body cells
Carbon
skeletons
ATP
Cellular
work
Cellular
respiration
Biosynthesis:
growth,
storage, and
reproduction

13. Principales cadenas tróficas
Herbívoros Descomponedores
Producción
primaria neta
Detritos
Carnívoros Carnívoros
RR
R
R
R
Cadena trófica
de los
Herbívoros
Cadena trófica
de los Detritos

14. Ecosistema
Abiotico Biotico
Radiación solar
Flujo térmico
Nutrientes
Consumidores
Depredadores
Productores

15. Biomasa se entiende la masa de organismos (materia viva) por
unidad de superficie de tierra (o unidad de volumen de agua).
-Autótrofos-
Expresada generalmente:
Unidades de energía ( J m-2)
Materia orgánica seca ( t ha-1 )
Carbono ( g C m-2)
Cuantificación convencional
Ambientes terrestres Ambientes acuáticos
La Biomasa originada por bacterias fotosintéticas y quimiosintéticas,
generalmente llega a ser despreciable

16. Productividad primaria es la velocidad a la que la biomasa se
produce por unidad productores primarios.
Expresada generalmente:
Unidades de energía ( J m-2 día-1)
Materia orgánica seca ( Kg ha-1 año-1 )
Carbono ( g C m-2 año-1)
PPB (productividad primaria bruta) = fracción viva más el necrosoma
(tejidos muertos)
PPN (productividad primaria neta) = PPB - R(respiración)
Eficiencias:
EPPB (Eficiencia de la Productividad Primaria Bruta) = Productividad bruta / energía
lumínica (Ingestión)
Ej. Eficiencia de la productividad primaria bruta del lago de Mendota (Wisconsin) (Kozlovsky 1968)
5017 Kcal/m2/año
1 188 720 Kcal de luz solar
EPPB = = 0,42 % en micro algas fotosintéticas
= 0,5 % en macrófitas
= 2 - 3,5 % en bosques de herbáceas
= 1 - 2 % en herbáceas (Kira 1975)

17. • Chemical cycling
• Energy flow
Primary consumers
Tertiary consumers
Detritus
Microorganisms
and other
detritivores
It
K,y
.................. __ __
_____ Heat
[
ng .. Figure 55.4 An overview of energy and nutrient dynamics in an ecosystem.
Energy enters. flows through. and exits an ecosystem, whereas chemICal nutrients cycle primarily
within it. In this generalized scheme, energy (dark orange arrows) enters from the sun as radiation,
moves as chemical energy transfers through the food web, and exits as heat radiated into space.
Flujo de energía y nutrientes en los ecosistemas
Ambos posesos
tienen lugar
simultáneamente.
En el flujo de
materiales son
reciclados
constantemente. En
cambio el flujo de
energía no se
pueden reciclar.

18. orgánicos como la glucosa. Las plantas usan gran parte de la glucosa
para hacer celulosa, almidón, aminoácidos, ácidos nucleicos y otros
compuestos.
Muchos de estos compuestos se usan como combustible para la
respiración celular por los productores que los elaboran, por un consu-
la materia no puede escapar de los límites de la Tierra. Los materiales
usados por los organismos no pueden “perderse”, aunque esta materia
puede terminar en sitios fuera del alcance de los organismos durante un
largo período. En términos generales, la materia se reutiliza y a menudo
se recicla tanto dentro de los ecosistemas como entre éstos.
Aire (CO2)
750
Respiración
vegetal
y animal
Respiración
de microorganismos
en el suelo
Descomposición Fotosíntesis
por plantas terrestres
560
Erosión de piedra
caliza para formar
CO2 disuelto
Entierro y
compactación
de conchas
marinas para
formar roca (caliza)
CO2 disuelto
en agua
38,000
Restos de vegetales
parcialmente
descompuestos
Suelo
1500
Restos
de plancton
marino
Carbón
Petróleo
Gas natural
Carbón
Combustión
(humana y natural)
6
6
4
3
1
5
7
2 2
2
FIGURA 55-7 Animada Diagrama simplificado del ciclo del carbono
Todo el carbono de la Tierra (excepto por una fracción minúscula) que se estima en 1023
g está en-
terrado en rocas sedimentarias y depósitos de combustibles fósiles. Los valores que se muestran
para algunos de los grupos activos en el balance global de carbono están expresados como 1015
g de
Ciclo del carbono

19. Nitrógeno
atmosférico (N2)
Fijación de nitrógeno
por actividad humana
100
Fijación biológica de nitrógeno
(bacterias fijadoras de nitrógeno
en nódulos de raíces y en el suelo)
140
Amoniaco (NH3)
y amonio (NH4)
Nitrificación
(bacterias nitrificadoras)
Reciclaje interno (nitrificación,
asimilación, amonificación
en tierra) 1200
Nitrato (NO3 )
Descomposición
(amonificación por
bacterias
amonificadoras)
Asimilación (nitratos, amoniaco
o amonio absorbidos por las raíces
y usadas para elaborar
compuestos orgánicos)
Desnitrificación
(bacterias desnitrificadoras)
≤200
Proteínas vegetales y animales
+
−
2
3
5
11
4
FIGURA 55-8 Animada Diagrama simplificado del ciclo del nitrógeno
La mayor cantidad de nitrógeno, estimada en 3.9 × 1021
g, está en la atmósfera. Los valores mostrados
para flujos de nitrógeno seleccionados en el balance global de nitrógeno están expresados como 1012
g
de nitrógeno por año y representan valores terrestres. Por ejemplo, se estima que cada año los humanos
Ciclo del nitrógeno

20. 1206 Capítulo 55
un componente gaseoso
El fósforo no existe en estado gaseoso, por lo que no entra a la atmósfera.
Enelciclodelfósforo,ésteserecicladesdelatierrahastalossedimentos
en el océano y regresa a la tierra (FIGURA 55-10).
A medida que el agua corre sobre las rocas que contienen fósforo,
gradualmente erosiona su superficie y se lleva el fosfato inorgánico
(PO4
3−
). La erosión de rocas de fósforo libera fosfato hacia el suelo,
dondeestomadoporlasraícesenformadefosfatosinorgánicos.Unavez
en las células, los fosfatos se incorporan en una variedad de moléculas
A medida que éstas mueren, su descomposición por bacterias roba al
agua el oxígeno disuelto, lo que a su vez provoca que otros organismos
acuáticos, incluyendo muchos peces, se ahoguen.
Los nitratos del fertilizante también se lixivian (se disuelven y desla-
van) a través del suelo y contaminan el agua subterránea. Muchas perso-
nas que viven en zonas rurales beben agua subterránea, que es peligrosa
cuando está contaminada por nitratos, en particular para los bebés y
niños pequeños.
Otraactividadhumanaqueafectaelciclodenitrógenoeslacombus-
tión de combustibles fósiles. Cuando éstos son quemados, el nitrógeno
Rocas
de fosfato
Enterramiento
y compactación
para formar roca
Procesos geológicos
(p. ej., levantamiento)
Extracción
de fosfato
Fertilizante
que contiene
fosfatos
Animales, cultivos
Reciclaje
interno
60
Reciclaje
interno
1000 Desechos
y descomposición
animales
Fosfatos del
suelo
200,000
Erosión de minerales
de fosfato de calcio
Fosfatos
disueltos
90,000
Sedimentos
marinos
4 x 109
Organismos
marinos
Excreción
y descomposición
Erosión
Rocas de fosfato
10,000
(explotables)
6
1
5
3
4
2
FIGURA 55-10 Animada Diagrama simplificado del ciclo del fósforo
Se proporcionan algunos valores del balance mundial de fósforo, en unidades de 1012
g de fósforo por
año. Por ejemplo, se estima que cada año 60 × 1012
g de fósforo se reciclan del suelo a organismos
terrestres y de regreso al suelo. (Valores de Schlesinger, W. H. Biogeochemistry: An Analysis of Global
Change, 2a. ed., Academic Press, San Diego, 1997 y varias otras fuentes).
Ciclo del fosforo