1. Circulación de materia y energía en la biosfera

5. RELACIONES TRÓFICAS Representan el mecanismo de transferencia de energía de unos organismos a otros en forma de alimento CADENAS TRÓFICAS Productores Consumidores descomponedores Eslabones o NIVELES TRÓFICOS

7. CONSUMIDORES HETERÓTROFOS Consumidores primarios o herbívoros Consumidores secundarios o carnívoros Consumidores terciarios o carnívoros finales SAPRÓFITOS O DETRITÍVOROS Se alimentan de detritos DESCOMPONEDORES Detritívoros que transforman la materia orgánica en inorgánica CARROÑEROS O NECRÓFAGOS Se alimentan de cadáveres OMNÍVOROS Se alimentan de más de un nivel trófico Niveles tróficos

10. LA PRODUCCIÓN (P) P = representa la cantidad de energía que fluye por cada nivel trófico Pb PRODUCCIÓN BRUTA Energía fijada por unidad de tiempo Pn PRODUCCIÓN NETA Energía almacenada por unidad de tiempo Productores  total fotosintetizado/ día o año Consumidores  alimento asimilado/alimento ingerido Representa el aumento de biomasa por unidad de tiempo Se obtiene restando a la Pb la energía consumida en el proceso respiratorio de automantenimiento Pn = Pb - R Suele expresarse en g C/m 2 . día; o Kcall/ha . año PRODUCCIÓN PRIMARIA PRODUCCIÓN SECUNDARIA Energía fijada por los autótrofos Energía fijada por los demás niveles tróficos

11. Regla del 10 % La energía que pasa de un eslabón a otro es aproximadamente el 10 % de la acumulada en él Por esta razón, el número de eslabones es muy limitado Productores PPb Energía solar Calor Respiración PPn Pb de los herbívoros Respiración Energía no utilizada Energía no asimilada Pn Pb carnívoros Respiración E no utilizada E no asimilada Descom- ponedores Pn

12. Productividad y tiempo de renovación Pn/B PRODUCTIVIDAD B/Pn TIEMPO DE RENOVACIÓN La cantidad de energía almacenada por unidad de tiempo en un eslabón o ecosistema en relación con la materia orgánica total Es el tiempo que tarda en renovarse un nivel trófico o un ecosistema Se puede medir en días, años, ... Conocida como tasa de renovación Mide la velocidad con que se renueva la biomasa Alta productividad Tiempo de renovación corto

13. Eficiencia EFICIENCIA ECOLÓGICA: El porcentaje de energía que es transferida desde un nivel trófico al siguiente El nº de eslabones de una cadena depende de la Producción Primaria (PP) y de la eficiencia Pn/Pn del nivel anterior . 100 La eficiencia ecológica es la parte de la producción neta de un determinado nivel trófico que se convierte en Pn del nivel siguiente Eficiencia de los productores: Energía asimilada/energía incidente Valores < 2 % Rentabilidad de los consumidores : Pn/alimento total ingerido Engorde/alimento ingerido

14. Eficiencia Pn/Pb Mide la cantidad de energía incorporada a un nivel trófico respecto del total asimilado Así constatamos las pérdidas respiratorias (del 10 al 40 % fitoplancton) (más del 50 % en la vegetación terrestre) Es más eficiente una alimentación a partir del primer nivel trófico. Se aprovecha mejor la energía y se alimenta a más gente

18. Energías externas, de apoyo o auxiliares Energías de procedencia solar: las ENERGÍAS EXTERNAS: Ciclo del agua, vientos, desplazamientos de aguas, variaciones de temperatura, lluvias, movimientos de nutrientes Aportadas por seres humanos: ENERGÍAS DE APOYO Y AUXILIARES: Maquinaria, riego, invernaderos, plaguicidas, abonos químicos, selección de semillas, combustibles fósiles,.. Energía solar, se denomina la ENERGÍA INTERNA La cantidad solar utilizada para la fotosíntesis es del 0’06 al 0’09 del total incidente Energías necesarias para la producción primaria

19. Humedad y Temperatura En áreas continentales Principales factores limitantes: Tª y humedad Si la Tª es muy alta se desnaturalizan proteínas y decrece la PP Atmósfera: 21 % de O 2 y 0’003 % CO 2 RuBisCo Fotosíntesis CO 2 H 2 O Formación de materia orgánica y desprendimiento de oxígeno

20. Temperatura y humedad Si bajan los niveles de CO 2 y suben los niveles de O 2 RuBisCo O 2 Fotorrespiración Proceso parecido a la respiración Ocurre en presencia de luz A la vez que la fotosíntesis, que se ralentiza No se forma materia orgánica Se consume oxígeno y se desprende dióxido de C El proceso sigue hasta equilibrar los niveles de ambos gases Disminuye la eficiencia fotosintética Se rebaja la producción de materia orgánica

21. Adaptación de las plantas a condiciones de humedad y eficiencia en el uso del agua Plantas C 3 Nº de átomos de C del primer compuesto sintetizado en la fotosíntesis Trigo, patata, cebada, soja, arroz, tomate, algodón, judías, … Pierden mucho agua a través de los estomas Ningún problema en climas húmedos SEQUÍA Se cierran los estomas Aumenta el oxígeno Disminuye el CO 2 Fotorrespiración Se reduce la eficiencia fotosintética

22. Adaptación de las plantas a condiciones de humedad y eficiencia en el uso del agua Plantas C 4 Nº de átomos de C del primer compuesto sintetizado en la fotosíntesis Maíz, caña de azúcar, sorgo, mijo,… Mecanismo que les permite bombear el CO 2 y acumularlo en sus hojas Evitan la fotorrespiración Mayor producción de materia orgánica Cactus y plantas del desierto Adaptaciones morfológicas Mecanismo CAM Cierran los estomas durante el día Fijan el CO 2 durante la noche Fotosíntesis con el almacenado durante el día

23. Adaptaciones a las bajas temperaturas Predominio de las plantas herbáceas Estructuras hibernantes subterráneas: Bulbos , tubérculos , rizomas Fotoperiodo: Época de máximo desarrollo de hojas y flores

24. La falta de nutrientes La eficiencia fotosintética depende de la presencia de ciertos nutrientes Su presencia depende de los mecanismos de reciclado, que dependen de las energías externas Productores descomponedores A mayor distancia  más energías externas El C no lo es El N le sigue en importancia El P es el principal

25. Distancia entre productores y descomponedores: el reciclado de materia Océanos Fotosíntesis en la zona fótica: unos 200 m de profundidad La descomposición de materia orgánica en los fondos Difícil retorno de nutrientes que dificulta la PP Energía externa: el viento en la superficie marina. Se producen afloramientos que arrastra los nutrientes que necesita el fitoplancton en la superficie

27. La luz y la disposición de las unidades fotosintéticas Luz Factor limitante Fondos oceánicos La disposición de las unidades fotosintéticas es en sí mismo un factor limitante para el que no hay solución técnica Los sistemas de captación o fotosistemas , se hacen sombra unos a otros. Cada uno formado por centenares de unidades de captación y un solo centro de reacción : clorofila en la que la energía lumínica comienza su transformación en energía química Factor limitante sin solución Aumenta la intensidad de luz Aumenta la PP Aún más luz (mediodía) Disminuye la PP Saturación

29. El ciclo del CARBONO CO 2 atmosférico Fotosíntesis Difusión directa: paso a la hidrosfera Consumidores Respiración Restos orgánicos Descomponedores Combustibles fósiles Enterramiento geológico Extracción Combustión CO 2 disuelto Ecosistemas acuáticos Rocas calizas Carbonatadas Y silicatos cálcicos Ciclo de la rocas Erupciones volcánicas

31. Paso del CO 2 de la atmósfera a la litosfera y su retorno ROCAS CARBONATADAS CO 2 + H 2 O + CaCO 3 Ca 2+ + 2HCO 3 - 1 ROCAS SILICATADAS 2CO 2 + H 2 O CaSiO 3 + 2HCO 3 - Ca 2+ + + SiO 2 2 En el mar, los animales marinos transforman el bicarbonato y los iones de Calcio en carbonato que incorporan en sus tejidos endurecidos 2HCO 3 - + Ca 2+ CaCO 3 + CO 2 + H 2 O 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 CO 2  sumideros Retorno Desde la litosfera

32. El ciclo del FÓSFORO Sedimentos y rocas sedimentarias FOSFATOS Productores Consumidores Descomponedores Ecosistemas acuáticos Retorno a tierra Colonias de aves marinas en la costa pacífica de Sudamérica GUANO Excrementos Abono fosfatado en agricultura

34. El ciclo del NITRÓGENO N 2 atmosférico Fijación Industrial NITRATOS atmosférica Biológica Productores Consumidores Descomponedores Disolución y transporte Medio acuático Procesos de putrefacción de la materia orgánica muerta NH 3 Bacterias nitrificantes Bacterias desnitrificantes Erupciones volcánicas

37. La intervención humana en el ciclo del nitrógeno Procesos de combustión a altas temperaturas motores Reacción de N 2 y O 2 NO 2 + vapor de agua Ácido nítrico Lluvia ácida Nitratos Suelo Fijación industrial y abonado excesivo Liberación de N 2 O 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

38. El ciclo del AZUFRE Sulfatos: SO 4 2- precipitación Yesos Suelos: SO 4 2- Productores Consumidores H 2 S Bacterias sulfatorreductoras Sulfuros de Fe Carbones y petróleos Pizarras y otras rocas con sulfuros Erupciones volcánicas H 2 S a la atmósfera SO 2 a la atmósfera Quema de combustibles fósiles SO 3 H 2 SO 4 Lluvia ácida Algas DMS