Conceptos de energía Relación entre la alimentación y la productividad Consumo energético

1. 1. Conceptos de energía
2. Relación entre la alimentación y la productividad
3. Consumo energético

2. Introducción
Existen diferentes factores que controlan la
productividad primaria desde la energía y el
flujo de biomasa.
El flujo de energía es la cantidad de energía
que se mueve a través de la cadena
alimenticia.
La energía de entrada, o diferentes especies y
las relaciones tróficas.

3. Energía
en
los
ecosistemas
La fuente más grande de energía
para un ecosistema es el sol.
La energía que no es usada en un
ecosistema eventualmente se pierde
como calor.

4. Energía
Energía es la capacidad
de realizar trabajo.
La vida se manifiesta en
si misma en los cambios
de energía, asunto que
tratan las leyes de la
termodinámica.

5. Energía y nutrientes pasan a través de la
cadena alimenticia, cuando un organismo come
a otro organismo.
Cualquier energía remanente en el organismo
muerto es consumida por los
descomponedores.
Los nutrientes pueden ser reciclados a través
de un ecosistema

8. Los ecosistemas existen y operan en virtud de un flujo de
energía a través de los componentes del sistema y los
procesos termodinámicos (el movimiento de la energía).
El calentamiento diferencial provoca los vientos y las
corrientes en el aire y el agua, la energía de
calentamiento se vuelve "energía cinética".
Calentamiento que deriva en la evaporación del
agua hacia la atmósfera, estableciendo el ciclo
hidrológico, la liberación del agua hacia la atmósfera
se vuelve energía potencial la que se convertirá en
energía cinética cuando el agua regresa en un flujo
montañas abajo

9. Sin embargo, la energía solar conduce al
más importante proceso vinculado a los
sistemas vivientes que es la fotosíntesis.

10. El ATP
(Adenosín Trifosfato o Trifosfato de Adenosina)
es la molécula portadora de la energía primaria
para todas las formas de vida (bacterias,
levaduras, mohos, algas, vegetales, células
animales) todas ellas contienen ATP.

11. NADPH o NADP,
Nicotiamida-Adenina Dinucleotido
fosfato, es una coenzima utilizada
en la fase de fijación del dióxido de
carbono de la fotosíntesis (ciclo de
Calvin) que se encarga de reducir el
CO2 a carbón orgánico
(Es una coenzima y recibe
hidrógenos para convertirse).

12. La energía lumínica es
convertida por células
fotosintéticas en una forma de
energía potencial mantenida
en los enlaces químicos de
los compuestos orgánicos.
Los organismos requieren
tanto la substancia como la
energía almacenada de los
compuestos químicos para
funcionar y crecer, y
eventualmente reproducirse

13. Relación entre Alimentación y
Productividad

14. Productividad
En ecología, la productividad es la tasa a la que se integra la
energía en los cuerpos de los organismos en forma de
biomasa.
La biomasa es sencillamente la cantidad de materia
almacenada en los cuerpos de un grupo de organismos.
La productividad puede definirse para cualquier nivel trófico, o
cualquier otro tipo de agrupación, y puede expresarse en
unidades de energía o de biomasa. Hay dos tipos básicos de
productividad: bruta y neta.

15. Los bosques acumulan una gran cantidad de biomasa
vertical, y muchos no son capaces de acumularla a un
ritmo elevado, ya que son bajamente productivos.
Esos niveles altos de producción de biomasa vertical
representan grandes almacenes de energía potencial
que pueden ser convertidos en energía cinética bajo las
condiciones apropiadas. Dos de esas conversiones de
gran importancia son los incendios forestales y las
caídas de árboles; ambas alteran radicalmente la biota
y el entorno físico cuando ocurren.

17. La productividad primaria neta, PPN, es la productividad primaria bruta menos la tasa de pérdida de
energía debida al metabolismo y mantenimiento. En otras palabras, es la tasa a la que la energía es
almacenada como biomasa por las plantas y otros productores primarios, y que está a disposición de los
consumidores del ecosistema.
La productividad primaria bruta, PPB, es la tasa de captura de la energía solar en moléculas de glucosa
durante la fotosíntesis (energía capturada por unidad de área por unidad de tiempo). Los productores como
las plantas usan parte de esta energía para su metabolismo y respiración celular y parte para su crecimiento
(formación de tejidos).
Para ilustrar la diferencia, consideremos la productividad
primaria (la productividad de los productores primarios de
un ecosistema).

18. ¿Cómo se mueve la energía entre los
niveles tróficos?
La energía puede pasar de un
nivel trófico al siguiente cuando
las moléculas orgánicas del
cuerpo de un organismo son
consumidas por otro organismo.
Sin embargo, la transferencia de
energía entre niveles tróficos no
suele ser muy eficiente

19. ¿Qué tan ineficiente?
En promedio solo alrededor del 10% de
la energía almacenada en la biomasa
de un nivel trófico (como los
productores primarios) se almacena en
la biomasa del siguiente nivel trófico
(los consumidores primarios, por
ejemplo).
Dicho de otro modo, la productividad
neta generalmente disminuye en un
factor de diez de un nivel trófico al
siguiente.

20. Por ejemplo, en un ecosistema
acuático en Silver Springs, Florida, las
productividades netas (las tasas de
almacenamiento de energía en
forma de biomasa) de los niveles
tróficos fueron:

21. La eficiencia en la transferencia varía entre niveles y no es
exactamente del 10%, pero podemos ver que es un valor
cercano si hacemos algunos cálculos.
Por ejemplo, la eficiencia en la transferencia entre los
productores primarios y los consumidores primarios es:

22. ¿Por qué la transferencia de
energía es ineficiente?
Hay varias razones:
No todos los
organismos en un
nivel trófico
inferior son
consumidos por
aquellos en un
nivel superior
Algunas de las
moléculas en los
cuerpos de los
organismos que sí
fueron comidos no
son digeribles para
sus depredadores
y se pierden en los
excrementos
Los organismos
muertos y las
heces se
convierten en la
cena de los
descomponedores
Las moléculas
portadoras de
energía que sí son
absorbidas por los
depredadores,
algunas son
utilizadas en la
respiración celular
(en lugar de
almacenarse como
biomasa)

23. Consumo energético

24. Todos los seres vivos han de alimentarse para
conseguir los recursos que necesitan.
La ingestión o consumo (C) es el término que representa esa función. El alimento ha de ser digerido
(fragmentación mecánica y química mediante el concurso de enzimas específicos) para que sus componentes
básicos se puedan absorber. Como consecuencia de esos procesos, una parte de lo ingerido (C) es absorbido; a
esta parte la denominamos absorción (A). Y otra parte no es absorbida y se elimina en forma de heces. A esta la
denominamos egestión (F). Así pues, con los elementos considerados ya disponemos de un primer balance, el
que nos da la energía absorbida (A), como A = C – F.

25. La mayor parte del alimento absorbido
es asimilado. La asimilación (A)
consiste en su incorporación al
conjunto de procesos celulares que
pueden incluir su degradación para
obtener energía metabólica en forma,
principalmente, de ATP, o su
participación en vías de síntesis de
otras sustancias. En términos de
balance energético se suele
diferenciar entre los términos
“absorción” (tal y como se ha
presentado en el párrafo anterior) y
“asimilación”.

26. La distinción se basa en la
existencia de procesos de
desaminación de moléculas
que dan lugar a la aparición de
restos nitrogenados (NH4
+ en
primera instancia) que, debido
a su toxicidad, han de ser
eliminados directamente o
tras su conversión en otras
sustancias (urea y ácido úrico,
principalmente); la energía
contenida en esas sustancias
se expresa como U.

27. La energía asimilada tiene, por último,
dos posibles destinos:
Una parte se disipa en
forma de calor; a esa la
denominamos Gasto
metabólico o, de forma más
simple, Metabolismo (R).
Y la otra parte es la que se
deposita en forma de
biomasa propia; a esta
última la denominamos
Producción (P).

28. Por su parte, el ATP producido en las vías metabólicas
correspondientes es utilizado para proporcionar la energía que
necesitan las actividades biológicas, como son:
Los procesos de
biosíntesis para la
producción de nuevas
estructuras (tejidos
somáticos y gametos)
y la reparación o
renovación de las
existentes.
Las actividades
de regulación
(transporte de
iones, secreción
activa…)
Otras
actividades
internas, como
contracciones
musculares,
movimientos
ciliares, etc.
Las actividades
hacia el exterior
(contracciones
musculares,
movimientos
ciliares, etc.