2. A escala global la TIERRA es un
A escala global la TIERRA es un
único ECOSISTEMA
único ECOSISTEMA
Todos los ecosistemas de la
Todos los ecosistemas de la
Tierra forman el ecosistema
Tierra forman el ecosistema
planetario o ECOSFERA
planetario o ECOSFERA
3. Ecosfera: Es el conjunto formado por todos los ecosistemas de la tierra, o sea, es
Ecosfera
el gran ecosistema planetario.
Biosfera: Es el conjunto formado por todos los seres vivos que habitan la tierra.
Biosfera
Los límites están entre los aproximadamente 6.500 m de altitud y los 2.900-
3.000 m de las profundidades oceánicas. No es uniforme en grosor ni en
densidad. Es, por tanto, la biocenosis o comunidad ecológica (parte biótica) de
la ecosfera.
6.500 m
3.000 m
4. La biosfera es un término que también se refiere
al conjunto de todos los seres vivos que habitan la
tierra y se puede considerar un sistema:
1. Dinámico
2. Abierto
3. Discontinuo
4. Interactivo con los otros sistemas terrestres
(hidrosfera, atmósfera, geosfera)
5. COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA
BIOSFERA
o POBLACIÓN: Conjunto de seres vivos de la misma especie que viven en un
ecosistema en un momento determinado.
o ESTRUCTURA DE UN ECOSISTEMA : Se refiere a la forma en que disponen las
poblaciones y las interrelaciones que tienen lugar entre ellos. Estas relaciones se
basan básicamente en términos de FLUJO DE ENERGÍA Y CICLOS DE MATERIA
o TEORIA DE SISTEMAS.
Desde el punto de vista de los modelos se considera que entre las poblaciones
de seres vivos y el medio existen una serie de relaciones CAUSALES.
Desde el punto de vista termodinámico, la biosfera debe considerarse como un
subsistema ABIERTO (intercambia materia y energía), mientras que la Tierra en
su conjunto sería un sistema CERRADO (solamente intercambia energía).
6. ECOSISTEMA
Es un sistema
interactivo constituido
por componentes
físicos, químicos y
biológicos del ambiente
Los organismos que viven en
un área particular junto con
el ambiente físico con el que
interactúan constituyen un
ecosistema
7. Los componentes básicos de un ecosistema
son...
Respiración
Energía radiante
CO 2 CO 2
Caída Productore
O2 de O2
s
hojas
Consumo
H H
Translocación 2O
2O
Nutrientes
Nutrientes
Deposición
Elementos consumidores
abióticos Descomposición
8. Dinámica de la ecosfera
El estudio de la ecosfera es muy complejo, se recurre a unidades más
pequeñas, los ECOSISTEMAS.
Los ecosistemas son unidades naturales formados por componentes vivos y no
vivos que interactúan entre sí y cuyos límites son mas o menos definibles.
Se compone de:
Componentes vivos: BIOCENOSIS
Componentes no vivos: BIOTOPO
9. Biotopo
Se denomina así a una zona de características ambientales uniformes ocupada
por una comunidad de seres vivos. Es un conjunto de factores físico-químicos
abióticos que rodean a una comunidad y que se compone de un medio físico y
unos factores del medio (Factores abióticos)
MEDIO FÍSICO:
Es el lugar donde los seres vivos desarrollan sus funciones vitales. Básicamente
hay dos tipos de medios: Líquido y gaseoso y ambos tienen un límite inferior
sólido sobre el que se sustentan los organismos.
FACTORES ABIÓTICOS (limitantes):
Son las características fisicoquímicas del medio ambiente. Cada medio tiene unas
características propias y otras más generales. Vamos a estudiar cómo influyen
algunos de estos factores en los ecosistemas: Temperatura, luz, humedad,
composición química, salinidad, presión, etc.
Estos últimos son determinantes de la distribución y abundancia de los seres
vivos, ya que éstos sólo pueden soportarlos dentro de ciertos límites: intervalo
biológico o límites de tolerancia. Cada factor abiótico tiene también su punto
óptimo.
10. Biotopo
Existen organismos que pueden vivir dentro de intervalos de valores muy amplios
de determinado factor abiótico. Son los llamados organismos eurioicos o
generalistas (euritermos, eurihalinos, eurihigros, etc.).
Otros, por el contrario, sólo toleran intervalos muy pequeños, llamándose
organismos estenoicos o especialistas (estenotermos, estenohalinos, etc.).
Puede ocurrir que un organismo sea eurioico para algunos factores y estenoico
para otros.
Se denomina valencia ecológica al campo o intervalo de tolerancia de una
determinada especie respecto a un factor cualquiera del medio (como pueden
ser la luz, la temperatura, la humedad, el pH o la concentración de fósforo,
nitrógeno u otro elemento químico) que actúa como factor limitante.
11. Biocenosis
Está formada por los seres vivos y las relaciones que existen entre ellos.
Los seres vivos no viven solos ni aislados, sino que se agrupan formando
poblaciones de la misma especie y comunidades junto con otras especies.
FACTORES BIÓTICOS:
Son las relaciones que existen entre los diferentes seres vivos.
Pueden ser de dos tipos:
• Intraespecíficas, cuando se producen entre individuos de la misma especie.
• Interespecíficas cuando se producen entre individuos de las diferentes
especies que habitan en el ecosistema.
Algunas de las relaciones que vamos a estudiar son: la depredación, el parasitismo,
la simbiosis, el colonialismo, las asociaciones familiares....
12. Hábitat y Nicho ecológico
Cada una de las especies del ecosistema tiene su HÁBITAT: espacio físico que
reúne las condiciones físico-químicas adecuadas para que esa especie pueda
vivir.
También, cada especie tiene su NICHO ECOLÓGICO, que supone el papel, la
función que cada especie desempeña en el ecosistema. Es decir, el conjunto de
circunstancias, relaciones con el ambiente, conexiones tróficas y funciones
ecológicas que definen el “oficio” en el ecosistema de esa especie determinada.
El concepto de nicho deriva de la competencia entre las especies, ya que si dos
de ellas tienen el mismo oficio en el ecosistema, es decir, el mismo nicho
ecológico, competirán entre sí y una de las dos especies quedará excluida.
Puede ser útil considerar al hábitat como la dirección de un organismo (donde
vive) y al nicho ecológico como su profesión (lo que hace biológicamente). El
nicho ecológico no es un espacio demarcado físicamente, sino una abstracción
que comprende todos los factores físicos, químicos, fisiológicos y bióticos que
necesita un organismo para vivir.
13. Tres especies de garzas comparten un mismo hábitat, pero tienen
distinto nicho ecológico. Anidan en distinto sitio, se alimentan de presas
diferentes, su actividad no es la misma…..
2
1
3
14. Una sola especie puede ocupar diferentes
nichos en distintas regiones, en función de
factores como el alimento disponible y el
número de competidores. Algunos organismos,
por ejemplo, los animales con distintas fases en
su ciclo vital, ocupan sucesivamente nichos
diferentes.
Un renacuajo es un consumidor primario, que
se alimenta de plantas, pero la rana adulta es
un consumidor secundario y digiere insectos y
otros animales.
En contraste, tortugas jóvenes de río son
consumidores secundarios, comen caracoles,
gusanos e insectos, mientras que las tortugas
adultas son consumidores primarios y se
alimentan de plantas verdes, como por ejemplo
el apio acuático.
15. Se pueden distinguir dos tipos de nichos:
Nicho ecológico potencial (IDEAL):
Es el que satisface todas las necesidades de una especie. Muy difícil de
alcanzar (en laboratorio o en cautividad, pero no en la vida real)
Nicho ecológico real:
real
Es el nicho que ocupa una especie en condiciones naturales y donde influye
mucho la competencia.
Existen especies muy próximas que ocupan nichos ecológicos distintos
(murciélagos de América central) y otras especies que ocupan nichos equivalentes
en zonas geográficas alejadas para evitar la competencia (canguro, bisonte, vaca…)
A estos últimos tipos de especies se les denomina VICARIAS
18. Cadenas y redes tróficas
La materia y la energía circulan en los ecosistemas en forma de relaciones tróficas
(relaciones alimentarias), que se producen entre los organismos, vivos o muertos.
Se representan mediante CADENAS TRÓFICAS, en las que cada organismo ocupa una
posición llamada ESLABONES O NIVELES TRÓFICOS. Hay tres grandes grupos o niveles
tróficos:
a) Productores
b) Consumidores
c) Descomponedores
Cuando varias cadenas tróficas se entrecruzan forman REDES TRÓFICAS.
La representación se puede hacer mediante PIRÁMIDES TRÓFICAS.
19. Productores
Son los ORGANISMOS AUTÓTROFOS, constituyen el primer eslabón de la cadena
alimentaria. Pueden ser:
Fotoautótrofos:
Fotoautótrofos
Son organismos FOTOSINTÉTICOS. Usan la luz del sol. Algas
verdeazuladas (bacterias fotosintéticas), algas eucariotas
unicelulares y pluricelulares (protistas) y el reino de las
plantas o metafitos.
Quimioautótrofos:
Quimioautótrofos
Son organismos QUIMIOSINTÉTICOS. Usan
energía procedente de reacciones químicas
inorgánicas exotérmicas. Son las bacterias
nitrificantes, sulfobacterias, etc.
20. o Se caracterizan por usar la energía solar para producir moléculas orgánicas (por
ejemplo hidratos de carbono) y otros compuestos que luego serán transformados
en energía química.
o Los productores constituyen el 99% de toda la materia orgánica del mundo vivo.
o Son organismos capaces de captar y aprovechar la energía solar o lumínica (que es
prácticamente toda la energía exterior que recibe el ecosistema) para transformar
sustancias inorgánicas (agua, dióxido de carbono y sales minerales), pobres en
energía química, en sustancias orgánicas ricas en energía química.
o Los mayores productores primarios de los
ecosistemas acuáticos son las algas que a
menudo forman el fitoplancton en las capas
superficiales de los océanos y lagos.
o En los ecosistemas terrestres, los
principales productores primarios
son las plantas superiores:
angiospermas y gimnospermas.
21. Metabolismo autótrofo, propio de los productores
Respiración,
Necesidades crecimiento,
propias etc.
Materia Materia
inorgánica orgánica
Otros niveles
tróficos
22. Consumidores
Estos organismos aprovechan la materia orgánica de los productores para
convertirla en materia orgánica propia.
Consumidores primarios: Se alimentan de los productores primarios y son los
denominados herbívoros.
• En la tierra, los herbívoros típicos incluyen insectos, reptiles, pájaros y
mamíferos.
• En los ecosistemas acuáticos (de agua dulce y salada) los herbívoros son
típicamente pequeños crustáceos y moluscos. Estos, junto con los
protozoos forman el zooplancton, el cual se alimenta del fitoplancton.
Consumidores secundarios: Este nivel está constituido por animales que comen
otros animales, se alimentan de los herbívoros y por lo tanto son carnívoros, por
ejemplo: halcón, orca, carpa, etc.
Consumidores terciarios: Se alimentan de los consumidores secundarios, y por lo
tanto también son carnívoros (supercarnívoros), por ejemplo: león, cocodrilo, etc.
23. Saprófagos
Es un tipo de consumidores. Se alimentan de materia orgánica muerta, pueden ser:
•NECRÓFAGOS O CARROÑEROS. Se alimentan de cadáveres y materia
orgánica descompuesta.
•COPRÓFAGOS. Se alimentan de excrementos.
•DETRITÍVOROS. Se alimentan de materia orgánica muy fragmentada, como los
pólipos y las lombrices.
Omnívoros
Otro tipo especial de consumidores. Usan más de una fuente de materia orgánica,
es decir, ocupan varios niveles tróficos.
24. Descomponedores
Son organismos que aprovechan la materia y la energía que aún contienen los
restos de seres vivos (cuerpos muertos, deyecciones, etc), descomponiendo la
materia orgánica en materia inorgánica (descomponedores mineralizadores)
A este grupo pertenecen los hongos, bacterias y otros microorganismos,
quienes segregan enzimas digestivas sobre el material muerto o de desecho y
luego absorben los productos de la digestión (descomponedores saprofitos)
Los animales carroñeros (buitres, algunos córvidos, hienas, etc.) no se
consideran descomponedores, ya que aprovechan los restos de animales
muertos.
Son fundamentales en los ecosistemas puesto que reciclan la materia, así
devuelven la materia inorgánica a los productores.
25. DESCOMPONEDORES
Se alimentan del cuerpo macrodescomponedores
muerto de otros organismos
o de sus productos de
desecho Colémbolos, ácaros,
miriápodos, lombrices,
babosas, moluscos,
cangrejos...
Disipan energía y devuelven
nutrientes al ecosistema
para su reciclaje microdescomponedores
Bacterias y Hongos
26. Redes tróficas
Las múltiples interacciones existentes entre los
individuos impide definir individualmente con
claridad una cadena trófica, ya que, según las
circunstancias, un depredador puede al mismo
tiempo ser presa. Por ello es más propio hablar
de red alimentaria o trófica.
En una red alimentaria cada individuo ocupa un
nudo en una intersección de relaciones tróficas.
Si un nudo desaparece (extinción de una
especie), el ecosistema en conjunto reajusta sus
hábitos alimentarios, aunque este proceso es muy
lento.
27.
28.
29. Ciclo de la materia
• La materia es el vehículo de la transferencia de energía, que se transforma
continuamente mediante reacciones químicas de OXIDO-REDUCCIÓN.
• Cuando la materia se reduce, almacena ENERGÍA QUÍMICA y cuando se oxida, la
libera en también en forma de ENERGÍA QUÍMICA O CALOR.
• A diferencia de la Energía, la Materia puede circular en el ecosistema.
• La circulación consiste en la transferencia desde los medios inertes en donde suele
estar OXIDADA, hasta los seres vivos en donde aparece REDUCIDA y de nuevo a los
medios inertes.
• Los procesos implicados en estas transformaciones son LA FOTOSÍNTESIS Y LA
RESPIRACIÓN.
• La circulación de la materia en los ecosistemas es abierta, ya que siempre hay salida
y entrada de organismos, fijación de gases, pérdidas por erosión, precipitación,
gasificación, lixiviados...
• Sin embargo, si tenemos en cuenta el sistema TIERRA, el CICLO de la materia puede
considerarse CERRADO, aunque algunos materiales pueden quedar fuera del circuito
durante mucho tiempo, permaneciendo en yacimientos.
31. Flujo de energía
En los ecosistemas, la energía fluye de un nivel trófico a otro de forma unidireccional,
no forma un ciclo cerrado como la materia. De la energía solar que llega a la
superficie de un ecosistema se aprovecha sólo un 1 % aproximadamente y se almacena
mediante la fotosíntesis.
En el mismo ecosistema hay pérdida de energía, porque cerca de la mitad de la
producción primaria es gastada por los productores en su metabolismo y se pierde
como calor, y sólo la otra mitad está disponible para los consumidores como alimento
(carbohidratos, celulosa, lignina, grasas, proteínas, etc.).
En la cadena trófica, al pasar de un eslabón a otro, hay más pérdida de energía a través
de la respiración y los procesos metabólicos de los individuos, porque el mantener
vivo un organismo implica gastar, en forma de calor, parte de la energía captada; las
sustancias no digeribles, que son excretadas o regurgitadas y descompuestas por los
detritívoros; y la muerte de individuos, que ocasiona pérdidas, pero la energía es
devuelta, en parte, por los desintegradores.
32. Se estima que el índice de
aprovechamiento de los recursos en
los ecosistemas terrestres es como
máximo del 10%, y que de un nivel
trófico a otro no pasa más de un
10% de la energía del nivel anterior,
por eso las cadenas tróficas no
pueden tener más de 4 o 5
eslabones.
En una cadena trófica, la energía que entra es igual a la acumulada en forma de
materia orgánica en cada nivel más la desprendida en forma de calor, luego la
energía se conserva.
33. Flujo de energía en el ecosistema
Energía
solar
Calor Productores
Calor Consumidores
primarios
Calor
Calor Consumidores
secundarios
Calor
Consumidor final
34. En el flujo de energía y de nutrientes inorgánicos, es posible
hacer algunas generalizaciones:
oLa fuente primaria de energía (en la mayoría de los
ecosistemas) es el Sol.
oEl destino final de la energía en los ecosistemas es perderse
como calor.
oLa energía y los nutrientes pasan de un organismo a otro a
través de la cadena alimenticia, a medida que un organismo
se come a otro.
oLos descomponedores extraen la energía que permanece en
los restos de los organismos.
oLos nutrientes inorgánicos son reciclados, pero la energía no.
35. Parámetros tróficos
Se usan para estudiar la estructura y el funcionamiento de
los ecosistemas; pueden referirse a cada nivel trófico o al
ecosistema completo. Los más usados son:
1. BIOMASA
2. PRODUCCIÓN BIOLÓGICA BRUTA Y NETA
3. PRODUCTIVIDAD DEL ECOSISTEMA
4. TIEMPO DE RENOVACIÓN
5. EFICIENCIA ECOLÓGICA
36. Biomasa (B)
Representa la cantidad de Energía (generalmente solar), fijada como
materia orgánica viva o muerta en un nivel trófico, en un ecosistema o en
la Biosfera.
La BIOMASA se expresa de dos formas:
1. Peso seco de materia orgánica viva (fitomasa y zoomasa) y
muerta (necromasa) por unidad de superficie (en zonas
terrestres) o volumen (en zonas oceánicas).
2. Energía por unidad de superficie o volumen.
En la Geosfera la biomasa vegetal es más abundante que la animal, y entre
los diferentes puntos varía mucho.
En la Hidrosfera la biomasa vegetal es menor que la animal.
37. Se pueden considerar tres tipos de biomasa:
1.- BIOMASA PRIMARIA:
La producida directamente por los productores.
2.- BIOMASA SECUNDARIA:
La producida por consumidores y descomponedores.
3.- BIOMASA RESIDUAL:
La producida como resultado de la acción antrópica, tanto
de origen primario (serrín, paja, alpechín) o secundario
( estiércol, residuos alimenticios...).
38. Producción (P)
Es una medida del flujo de Energía que circula por un ecosistema
o por cada nivel trófico.
Es la cantidad de energía acumulada como materia orgánica por
unidad de superficie o volumen y por unidad de tiempo, en el
ecosistema o en el nivel trófico.
Se expresa en unidades de biomasa o energía por unidad de
superficie y tiempo: g de C/m2/día ; Kcal/ha/año ....
39. Se puede diferenciar entre:
PRODUCCIÓN PRIMARIA (Pp)
•Energía capturada por los productores por unidad de superficie o
volumen en una unidad de tiempo.
•Depende de la Energía solar recibida y de una serie de factores que
pueden actuar como limitantes.
PRODUCCIÓN SECUNDARIA (Ps)
•Energía capturada por el resto de los niveles tróficos por unidad de
superficie y volumen en una unidad de tiempo.
40. PRODUCCIÓN BRUTA (Pb)
• Cantidad total de energía capturada por unidad de
superficie o volumen por unidad de tiempo,
generalmente en un año.
• Hay Ppb (Producción primaria bruta) y Psb (Producción
secundaria bruta).
• Se corresponde con el porcentaje de alimento asimilado
del total consumido.
• En los carnívoros es un 40-60 % y en los herbívoros del
10-30 %.
41. PRODUCCIÓN NETA (Pn)
Cantidad de Energía almacenada por unidad de superficie o
volumen en una unidad de tiempo y que puede ser
potencialmente transferida al siguiente nivel trófico.
Representa el aumento de la biomasa por unidad de
tiempo y se calcula restando de la producción bruta la
energía consumida en el proceso de respiración y
automantenimiento:
Pn = Pb – (R + NA)
42. Los ecosistemas naturales de mayor
producción son los arrecifes de coral, los
estuarios, las zonas costeras, los bosques
ecuatoriales y las zonas húmedas de los
continentes.
Los menos productivos son los desiertos y
las zonas centrales de los océanos.
43. Productividad (p)
Es la relación entre la producción y la biomasa.
p=P/B
La productividad bruta será :
pb = Pb / B
La productividad neta (o tasa de renovación):
pn (r) = Pn / B
La tasa de renovación varía entre 0 y 1 e indica la producción de nueva
biomasa en cada nivel trófico en relación con la existente. Representa, por
tanto, la velocidad con que se renueva la biomasa.
44. Productividad y tasa de renovación
La tasa de renovación es en muchos casos un parámetro mucho
mejor que la producción neta para valorar el flujo de energía
de un ecosistema.
Por ejemplo: El plancton tiene una producción menor que los
vegetales terrestres, sin embargo tienen una mayor
productividad porque su tasa de reproducción es muy alta y
se renuevan muy rápidamente.
Por este motivo la biomasa que habitualmente es menor a
medida que subimos en los escalones de la pirámide trófica, en
este caso es al revés y la biomasa es mayor en los herbívoros
que en los productores.
45. Cuando se empieza a colonizar un territorio la productividad es muy alta, a
medida que el territorio se va colonizando y se alcanza la estabilidad la
biomasa alcanza un valor máximo y la productividad es mínima.
• En un cultivo agrícola la tasa de renovación sería próxima a 1.
• En un pastizal sería entre 0 y 1.
• En un bosque maduro sería cercana al 0.
Un ecosistema estable y muy organizado tiene una gran cantidad de
biomasa y una elevada biodiversidad, pero su productividad es baja y
disminuye el flujo de energía: entra mucha energía pero se gasta
manteniendo una gran cantidad de biomasa.
•La selva tropical tiene una producción muy alta pero una productividad
cercana al 0.
•En las explotaciones agrícolas, el ser humano extrae del ecosistema una
gran parte o la totalidad de la biomasa al final de la temporada. Esto
disminuye los gastos por respiración y un aumento de la productividad. Sin
embargo debe reponerse al suelo la materia extraída.
46. Tiempo de renovación
Es el tiempo que tarda un nivel trófico, o un ecosistema completo, en renovar
su biomasa.
tr = B / Pn
Mide el tiempo de permanencia de los elementos químicos dentro de las
estructuras biológicas del ecosistema.
Los productores pueden presentar dos estrategias en relación a su tr:
1. Especies rápidas. Son pequeños, de estructura y morfología simple,
y con una tasa de reproducción alta. Fitoplancton
2. Especies lentas. Son de gran tamaño, estructura y morfología
compleja, y una tasa de reproducción muy baja. Bosques de encinas.
En los ecosistemas suelen estar presentes ambos tipos para asegurar un
aporte energético suficiente al ecosistema. En un lago suele haber
fitoplancton y algas más lentas. En un encinar hay también un estrato
herbáceo.
47. Eficiencia biológica
Mide el rendimiento energético de un nivel trófico o de un ecosistema
completo, es decir, la capacidad de incorporar materia orgánica a sus tejidos.
Indica cuanta energía entra, se pierde o se acumula en cada nivel trófico o en
un ecosistema completo. Se calcula mediante entradas y salidas:
PRODUCTORES: Se puede medir mediante la relación:
energía asimilada / energía solar incidente
Los valores son muy bajos entre el 1 y 3%.
También se puede medir la relación Pn / Pb.
Así se calculan las pérdidas por respiración, excreción,...
En el fitoplancton supone del 10 al 40 %. En vegetales terrestres el 50%
CONSUMIDORES: Se suele usar la relación:
Pn / alimento ingerido o , para los ganaderos, Engorde / alimento ingerido.
48. La eficiencia ecológica es la fracción de la producción neta de un
determinado nivel trófico que se convierte en producción neta del nivel
siguiente, es decir:
Ef = (Pn / Pn del nivel anterior) × 100
Las medidas de eficiencia son interesantes para valorar los ecosistemas
explotados por el ser humano, siempre que se contabilicen correctamente
las entradas y salidas del sistema, especialmente los costes ocultos o
INSUMOS: combustibles de las máquinas, gastos en semillas especiales,
administración, vacunación de los animales, etc.
Una manera de mejorar la eficiencia en la producción de alimentos es
acortar las cadenas tróficas, obtenerlos de los primeros niveles tróficos.
Así, se aprovecha mejor la energía que entra en el ecosistema y se puede
alimentar a un mayor número de personas, aunque, según las
recomendaciones de la FAO, para una alimentación completa es necesario
añadir a la dieta vegetariana unos 60 g de proteínas al día.
49. Pirámides ecológicas
Son esquemas que se utilizan para representar cuantitativamente las relaciones
tróficas entre los distintos niveles de un ecosistema.
Se utilizan barras superpuestas que suelen tener una altura constante y una longitud
proporcional al parámetro elegido, de manera que el área representada es
proporcional al valor del parámetro que se mide.
El nivel de los DESCOMPONEDORES no se suele representar, ya que es difícil de
cuantificar.
Se suelen usar tres tipos de pirámides:
1. Pirámides de energía
2. Pirámides de biomasa
3. Pirámides de números.
50. PIRÁMIDES DE ENERGÍA
Expresa el contenido energético que cada nivel trófico pone a disposición del nivel superior,
es decir la producción neta de cada nivel. También se llaman PIRÁMIDES DE
PRODUCCIÓN.
Las unidades se suelen expresar en:
Energía (Kcal o Kjul) / unidad de superficie y unidad de tiempo
Siempre tendrán forma decreciente hacia arriba por la Ley del 10%
Proporciona información sobre el FLUJO ENERGÉTICO
51. PIRÁMIDES DE BIOMASA
Indican la biomasa acumulada en cada nivel
trófico, expresada en:
peso seco de materia orgánica / unidad de
superficie o volumen o su equivalente en:
energía/ unidad de superficie o volumen.
Estas pirámides se refieren a periodos de
tiempo corto por lo que no informan sobre
la cantidad de materia producida a lo largo
del tiempo o de su velocidad de producción.
52. Esto puede inducir a que en algunos momentos se observen PIRÁMIDES INVERTIDAS
debido a que los datos se toman en un momento determinado, por ejemplo cuando
los datos se toman en el momento de mayor consumo por parte de los herbívoros,
como en algunos ecosistemas marinos. Esta situación sólo es posible temporalmente,
ya que si se mantuviera mucho tiempo el ecosistema desaparecería.
Proporciona información sobre LA CANTIDAD DE MATERIA ORGÁNICA PRESENTE EN
CADA NIVEL TRÓFICO y sobre LA COMPOSICIÓN Y FUNCIONAMIENTO DEL
ECOSISTEMA.
53. PIRÁMIDES DE NÚMEROS
Expresan el nº concreto de individuos de
cada nivel trófico por unidad de
superficie (medio terrestre) o volumen
(medio acuático).
La información que proporcionan NO
ES ÚTIL SI SE QUIEREN
COMPARAR DOS ECOSISTEMAS ya
que considera igual a organismos muy
diferentes. (saltamontes y vacas).
En el caso de que incluyan parásitos
pueden dar una forma INVERTIDA.
54. Factores limitantes de la producción primaria
Los factores limitantes de un proceso son los que, en determinadas condiciones,
influyen limitando o impidiendo dicho proceso. Cualquier factor que influye en un
proceso puede llegar a ser limitante si se cumple la ley del mínimo: “Cualquier
proceso que depende de varios factores está controlado por el factor que más se
aproxima al valor para el cual el proceso se detiene”.
Los principales factores limitantes de la fotosíntesis
son:
• Temperatura y humedad
• Falta de nutrientes
• Luz, disposición y estructura de los
fotosistemas
55. 1. Temperatura y humedad
Con respecto a la temperatura, un aumento excesivo provoca un descenso brusco en la fotosíntesis.
Pero sin llegar a esos extremos, un clima cálido, tropical o desértico provoca también un descenso de
la producción primaria debido al incremento de la fotorrespiración.
Las plantas de climas húmedos, las llamadas C3, cuando se encuentran en condiciones secas y/o
calurosas, reaccionan cerrando sus estomas para evitar la pérdida de agua. Entonces disminuye la
concentración de CO2 y aumenta la de O2 porque la fotosíntesis continúa, hasta que la relación [CO2]/
[O2] toma un valor tal que la eficacia fotosintética disminuye mucho debido al incremento de la
fotorrespiración.
En cambio, otras plantas, las llamadas C4, como el maíz o la caña de azúcar, están adaptadas al clima
seco y cálido. Estas plantas tienen una vía alternativa para fijar el CO 2 atmosférico, aunque esté en
cantidades muy bajas y, posteriormente, pasa a las células fotosintéticas donde continúa la
fotosíntesis. Así, se eleva notablemente la eficacia fotosintética.
Otras plantas desérticas, como los cactus y las plantas crasas, además de tener adaptaciones
morfológicas (hojas reducidas y tallos carnosos, entre otras) y ser plantas C 4, son también plantas
CAM (Crassulaceam Acid Metabolism), que consiste, básicamente, en que fijan el CO2 por la noche
sobre ácidos orgánicos y luego, de día, lo incorporan a la fotosíntesis ya con los estomas cerrados.
Por el contrario, si la temperatura desciende mucho durante el invierno, las adaptaciones más
frecuentes consisten en ciclos biológicos anuales (herbáceas anuales), desarrollo de estructuras
hibernantes subterráneas (bulbos, tubérculos, rizomas), y la aparición de un fotoperiodo o época de
máximo desarrollo de hojas y flores, alternando con una época de mínima actividad metabólica o
período latente.
56. 2. Falta de nutrientes
El CO2 y los nitratos no actúan como factores limitantes, ya que el CO2 es un gas abundante en la
atmósfera y está disuelto en el agua en cantidad suficiente; el nitrógeno es muy abundante en la
atmósfera y la existencia de microorganismos fijadores de nitrógeno asegura la presencia de sus sales en
los suelos y en el agua.
Las sales de fósforo sí son un factor limitante de la producción primaria porque, aunque el fósforo es
abundante, la mayor parte está inmovilizada en la litosfera. Así, en muchos ecosistemas marinos la
reutilización de las sales minerales por los productores se ve dificultada por la distancia entre el lugar
que se realiza la fotosíntesis (fótica o superficial) y la zona donde se encuentran los organismos
mineralizadores (el fondo).
En estos casos, el problema se soluciona gracias a la energía exosomática (viento, oleaje, corrientes
marinas) que transporta los nutrientes desde los fondos marinos hacia la superficie (donde está el
fitoplancton) por las llamadas zonas de afloramiento. Estas áreas son extraordinariamente productivas y
en ellas se localizan los principales caladeros de pesca.
Otras zonas marinas muy productivas son las plataformas continentales, pero aquí el oleaje es el
causante de la llegada de nutrientes hasta la superficie. Además, también hay que considerar los
nutrientes aportados por los ríos a estas zonas.
En los ecosistemas terrestres no suele darse este problema, ya que la distancia entre productores y
mineralizadores es pequeña. Sin embargo, a veces se necesita energía exosomática en forma de trabajo
humano para facilitar la llegada de nutrientes hasta los productores.
57. 3. Luz, disposición y estructura de los fotosistemas
Al aumentar la intensidad luminosa incidente la actividad fotosintética se
incrementa, pero llega un momento en el que deja de aumentar aunque siga
creciendo dicha intensidad. Esto ocurre por dos motivos:
•La disposición de las unidades fotosintéticas en los cloroplastos, que hace que se
den sombra unas a otras respecto a la luz incidente.
•La estructura de dichas unidades o fotosistemas, ya que el número de moléculas
de los pigmentos que captan los fotones (energía solar) es muy superior (unas 300
veces) al de las moléculas encargadas de transformarla en energía química. Esto
hace que a partir de una determinada intensidad luminosa, los fotosistemas se
saturan y la actividad fotosintética no aumenta aunque siga incrementándose
aquélla. Es el típico efecto de “cuello de botella”.
Por estos motivos, el rendimiento fotosintético alcanza su valor máximo con
intensidades luminosas bajas, en las primeras y últimas horas del día, y no en las
horas de mayor intensidad. En consecuencia, la estructura de las unidades
fotosintéticas hace imposible elevar la producción de los cultivos más allá de un
máximo, aunque se añadan abonos, agua, plaguicidas, etc., y se mantengan los
cultivos en condiciones ambientales óptimas mediante invernaderos.
58. Ciclos biogeoquímicos
Los elementos más importantes que forman parte de la materia viva están
presentes en la atmósfera, hidrosfera y geosfera y son incorporados por los
seres vivos a sus tejidos.
De esta manera, siguen un ciclo biogeoquímico que tiene una zona abiótica
y una zona biótica.
La primera suele contener grandes cantidades de elementos
biogeoquímicos pero el flujo de los mismos es lento, tienen largos
tiempos de residencia.
En la parte biótica del ciclo, el flujo es rápido pero hay poca
cantidad de tales sustancias formando parte de los seres vivos.
59. Fases y tipos de ciclos biogeoquímicos
En estos ciclos se suelen dar dos fases bien diferenciadas:
1.- Fase de depósito: Circulación muy lenta del elemento.
2.- Fase de intercambio: El elemento está en un proceso activo de entrada y salida en
los organismos, hasta que vuelva a acumularse en algún depósito o sedimento.
Se distinguen dos grandes tipos de ciclos, según donde ocurre la fase de depósito y la
existencia o no de pérdidas laterales del elemento en el ciclo:
•Ciclos cerrados o atmosféricos: La fase de depósito se da en la atmósfera y es más o
menos rápida, no existiendo apenas pérdidas laterales del elemento. Ejemplos son los
ciclos del carbono y del nitrógeno.
•Ciclos abiertos o litosféricos: La fase de depósito se da en la litosfera, en forma de
sedimentos profundos. Esta fase es muy lenta y con pérdidas laterales del elemento,
de tal forma que si no hay orogenias el elemento perdido no se pone de nuevo en
circulación. Ejemplos son los ciclos del fósforo y del azufre.
60. Los diferentes elementos químicos pasan del suelo, el
agua o el aire a los organismos y de unos seres vivos a
otros, hasta que vuelven, cerrándose el ciclo, al suelo o al
agua o al aire.
CICLOS
BIOGEOQUÍMICOS
GASEOSOS
atmósfera – océanos
SEDIMENTARIOS
suelo-rocas-minerales
61. Ciclo del Carbono
Atmósfera
Biomasa
vegetal y
animal
Detritos/materia
orgánica del suelo
El ciclo del carbono resulta de la
superposición de dos ciclos: uno en el mar y
otro en los continentes accionados por la
difusión del CO2 a la atmósfera.
La gran reserva de carbono en la biosfera son
los sedimentos marinos y los combustibles
fósiles. Al ser el fondo del mar un medio
reductor, se acumulan allí muchos
sedimentos carbonosos que no se destruyen
por oxidación.
62. Ciclo del fósforo
Completamente
sedimentario
Desconocido en la
atmósfera
Reservorios en rocas y
depósitos naturales de
fosfatos
El fósforo tiende a circular a través de la descomposición de los productos orgánicos
fosfatados quedando después a disposición de las plantas, mientras que el depósito de fósforo
son las rocas fosfatadas, como el guano. Estas rocas y los seres vivos son las únicas fuentes de
fósforo de los ecosistemas. Gran parte del fósforo es lavado y erosionado, acumulándose
posteriormente en los fondos marinos, muchas veces de forma irrecuperable.
64. Ciclo del Nitrógeno
Nitrógeno
Componente esencial de las
proteínas y de la atmósfera
Estado gaseoso (N2)
Debe fijarse para su utilización
Acción química de
Biológico
alta energía
Por la muerte de seres vivos se obtiene nitrógeno orgánico, que Radiación cósmica Bacterias
después se va oxidando hasta formar nitritos y nitratos. Estos últimos fijadoras de
son los compuestos nitrogenados más utilizados por las plantas y por Relámpagos y rayos nitrógeno
ciertos microorganismos (bacterias desnitrificantes), que reducirán
los nitratos para volver a formar el nitrógeno molecular atmosférico.
65. Ciclo del azufre El azufre disuelto proviene del desgaste de las rocas,
de la erosión y de la descomposición de la materia
orgánica
El azufre gaseoso
tiene como fuentes la
descomposición de la
materia orgánica, la
emisión de DMS
(dimetil sulfuro) por
algas de los océanos y
las erupciones
volcánicas
El Dióxido de azufre (SO2) es un contaminante
atmosférico, ya que puede reaccionar con agua para
producir ácido sulfúrico (lluvia ácida)
