Ecología i

ECOLOGÍA - I
Presentado por el Biólogo:
EDWIN LUIS UCEDA BAZÁN
CHICLAYO -
PERÚ 1

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A. ETIMOLOGÍA:
Proviene de dos vocablos griegos:
ECO = HOGAR y
LOGOS = ESTUDIO O TRATADO.
Etimológicamente “Es el estudio del hogar”.
La palabra ECOLOGÍA fue acuñada por primera vez por
el zoólogo alemán ERNST HAECKEL en 1866.

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Ernst Heinrich Philipp August Haeckel (Potsdam, 16/02/1834 -
Jena, 09/08/1919) fue un Biólogo y Filósofo alemán. Considerado
como el “Padre de la Ecología”.

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B. DEFINICIÓN:
Es la rama de la biología que estudia y describe las
interacciones de los seres vivos con su ambiente abiótico
y biótico.

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C. DIVISIÓN DE LA ECOLOGÍA:
1. Autecología.- Se encarga del estudio de la influencia de los
factores ambientales sobre una especie. Ej.: Estudio del papel
polinizador y parasitismo de Apis mellifera “abeja melífera”.

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2. Demoecología, ecología de populaciones o ecología
demográfica.- Se encarga del estudio de la influencia de los factores
ambientales sobre una populación (población) de la misma especie.
Ej.: Estudio de la migración de las “mariposas” monarca.

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3. Sinecología.- Se encarga del estudio de la influencia de los
factores ambientales sobre un grupo de especies (comunidad). Ej.:
Estudio de la diversidad de especies del bosque de Pomac.

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II. TERMINOLOGÍA ECOLÓGICA:
1. Ambiente.- Es el conjunto de elementos y factores físicos,
químicos y biológicos naturales, sociales, económicos, estéticos y
culturales que interaccionan con el hombre y con la comunidad en
que vive.

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2. Hábitat.- Es el espacio de vida de una especie. Una especie puede
tener varios hábitats. Ej.: El hábitat de la “pava aliblanca” es el
bosque seco ecuatorial.

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3. Nicho ecológico.- Es el papel funcional del organismo en la
comunidad y su posición en los gradientes ambientales. Significa,
¿Qué es lo que hace? y ¿Cómo es coaccionada por otras especies?.
En el caso de la “taruca”, su nicho ecológico es su condición de ser
herbívoro (se alimenta de hierba) y a la vez es la presa del “puma”.
Hippocamelus antisensis “taruca” Puma concolor concolor
“puma sudamericano del norte”
Depredadror
Presa
Herbívoro
Carnívoro

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4. Biotopo.- Es el espacio físico caracterizado por factores abióticos
y que se repite con las mismas características en otras áreas. En un
biotopo existe una determinada abundancia de hábitats, así como
especies propias, no presentes en otros biotopos.

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5. Biocenosis.- Es el conjunto de especies que se encuentran en un
biotopo en un momento dado. Ej.: El conjunto de especies de aves
de los “manglares” de Tumbes.

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6. Ecotono.- Es la zona de transición entre dos o más comunidades.
Ej.: a. La Zona Intermareal.- Es una zona de transición entre el
ambiente marino y el terrestre.

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Ej.: b. El Estuario.- Es una zona de transición entre el agua dulce de
un río y el agua salada del mar.

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Ej.: c. El Bosque Pastizal.- Es una zona de transición entre un
bosque y un pastizal.

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7. Biota.- Es el conjunto de animales y plantas que ocupan un lugar
determinado. La biota de un lugar conforma una comunidad.

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8. Biomasa.- Es la cantidad de materia orgánica existente en el
ecosistema, es decir la masa de todos los seres vivos que
forman la biocenosis. Se expresa generalmente como peso seco
o húmedo por unidad de superficie o volumen.

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9. Bioma.- Son comunidades ecológicas que se extienden por amplias
regiones.

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PRINCIPALES BIOMAS DEL PLANETA TIERRA:
a. Tundra.- El terreno esta casi siempre congelado; dando lugar al permafrost, que es una
capa de hielo congelada. Existe una tundra ártica, también llamada "desierto polar",
que se extiende por encima de los 60º de latitud N y una "tundra antártica", por encima
de los 50ºS, que comprende la Antártida, las islas subantárticas y parte de la Patagonia
.
Vegetación: Líquenes, algas y musgos.
Fauna: En la época de deshielo, insectos. Aves migratorias, reno, lobo, zorro ártico,
lemming ...

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b. Bosque Boreal o Taiga.- (bosque de coníferas), Ocupa una franja de más de 1500km de
anchura en el hemisferio norte (América del norte, Europa y Asia). Temperaturas
invernales muy bajas (menos de -40 °C) y un verano relativamente corto. Escasez de
agua (250mm-500mm anuales) y además permanece helada muchos meses.
Vegetación: Está formado por coníferas (pinos, abetos, chopos...), con troncos rectos y
cubiertos por resina y hojas pequeñas semejantes a agujas.
Fauna: Son pocos los animales que permanecen en la taiga, la mayoría emigra en otoño
hacia latitudes más bajas.

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c. Estepa.- Es un territorio llano y extenso, de vegetación herbácea. También se lo asocia
a un desierto frío. Estas regiones se encuentran lejos del mar, con clima árido
continental, una gran amplitud térmica entre verano. Predominan las hierbas bajas y
matorrales. El suelo contiene muchos minerales y poca materia orgánica; también hay
zonas de la estepa con un alto contenido en óxido de hierro lo que le otorga una
tonalidad rojiza a la tierra.
Clima: Tiene un clima seco (semiárido). Temperaturas elevadas en verano y bajas en
invierno, lo que da lugar a una gran amplitud térmica como antes se dijo. Las lluvias
oscilan entre 250 y 500 mm anuales presentándose: Fauna: Grulla damisela, Hámster,
Marmota bobak, Spalax menor
Vegetación: es del tipo xerófila, es decir, plantas adaptadas a la escasez de agua, con
raíces profundas en la parte inferior que buscan las napas de agua. Entre las plantas
están las siguientes: Ajenjo negro, Espiguilla azul, Gagea, Hierba crestada, Juncia,
Ranúnculo.

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c. Estepa

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d. Pradera.- Presenta lluvia insuficiente para el sustento de un bosque, y superior a la
normal en un desierto verdadero. Se encuentra terreno de prado en el interior de los
continentes y son bien conocidas las praderas del occidente de Estados Unidos, y las
de Argentina, Uruguay y parte de la región sur del Brasil, Australia, Rusia meridional
y Siberia. El suelo de las praderas es muy apropiado para el crecimiento de plantas
alimenticias como trigo y maíz. Otras de sus características pueden ser:
Clima: La temperatura media diaria puede oscilar entre -20 a 29 °C, con una época de
lluvia y otra de sequía.
Vegetación: La vegetación predominante es de pastizales y plantas herbáceas. Los
árboles, si los hay, están colocados en un solo estrato; también puede haber plantas
espinosas como los cactus.
Fauna: Existen aves, reptiles y pequeños mamíferos, como la liebre, la rata almizclera, el
venado, el coyote, y ocasionalmente el puma y el jaguar. Entre los grandes mamíferos
se cuentan el bisonte, elefante, el caballo silvestre, etc.

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d. Pradera

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e. Chaparral.- También conocido como bosque mediterráneo. En las regiones del mundo
de clima dócil, con lluvias relativamente abundantes en invierno pero con veranos
muy secos, la comunidad culminante incluye árboles y arbustos de hojas gruesas y
duras. Este tipo de vegetación se llama "xerófila”
Son muy extensas en California y costa noroccidental de México, a lo largo del
Mediterráneo, en Chile y a lo largo de la costa sur de Australia. La diversidad del
chaparral, un medio bastante uniforme, soporta relativamente pocas especies, pero
muchas de sus plantas producen bayas comestibles y dan vida a vasta poblaciones de
insectos y lo que el chaparral pierde en diversidad lo gana en número de individuos.
Algunos vertebrados son las ratas del bosque, ardillas listadas, lagartos y otros. Un ave
característica del chaparral es el chochín herrerillo Chamaea fasciata.
La población de aves migratorias es muy grande. Durante el verano, la población de aves
es menor, encontrándose solamente algunas aves tropicales, adaptadas al hábitat
arbustivo y a condiciones de aridez. Llegan al Mediterráneo en primavera para
nidificar, abandonándolo antes del comienzo del invierno. Entre los visitantes
invernales, predominan las paseriformes (tales como las currucas y zorzales) y los
patos.

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e. Chaparral.-

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f. Desierto.- Son territorios con escasez de agua y las lluvias son muy irregulares, cuando caen lo
hacen torrencialmente. Además la evaporación es muy alta.
Son poco productivos. Algunos desiertos son cálidos, como el del Sahara, mientras que otros son
fríos como el de Gobi. En algunos la lluvia es prácticamente inexistente, como en el de
Atacama, en la cordillera de los Andes.
En zonas con precipitaciones muy escasas y temperaturas con grandes variaciones entre día y
noche. Vegetación. Escasa y adaptada a la escasez de agua. Destacan los cactos (América), y
las palmeras , las chumberas y también aloe (África y Asia). Fauna. Coyote, puma,
serpiente de cascabel (América); dromedario, rata del desierto, cobra (África); etc.
Vegetación
1. Plantas que sincronizan sus ciclos de vida, con los periodos de lluvia y crecen sólo cuando hay
humedad.
2. Matorrales de largas raíces que penetran en el suelo hasta llegar a la humedad.
3. Plantas que acumulan agua en sus tejidos. Son de formas suculentas, como los cactus o las
euforbias.
Vida animal y humana
Son de hábitos de vida nocturnos y durante el día permanecen en cuevas y madrigueras bajo
tierra. El hombre ha desarrollado culturas que, con mucho ingenio, le han permitido vivir en
los límites de los desiertos o en las mismas zonas desérticas.

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f. Desierto

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g. Selva Tropical.- Las selvas tropicales ocupan extensas superficies cercanas al centro del
Ecuador, Sudamérica, África, Asia y Oceanía, y prosperan en climas muy húmedos y
calurosos, estando provistas no solo de lluvias abundantes, sino también de ríos caudalosos
que experimentan crecidas violentas en otoño. Una selva de lluvia no es una "jungla". La
jungla es una vegetación arbustiva muy densa que crece a lo largo de las riberas de los ríos.
Puede aparecer en tierra cuando la selva lluviosa ha sido talada por los humanos o por un
evento natural como una inundación o un incendio. La mayor parte de las junglas se
transforman en selvas lluviosas. Por lo tanto, la jungla es una selva húmeda.
Vegetación: Grandes árboles y plantas trepadoras (lianas, orquídeas...)
Fauna: Primates, pájaros exóticos, mamíferos como el jaguar y muchos insectos.

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g. Selva Tropical

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h. Sabanas Tropicales.- Las sabanas son praderas tropicales con una pequeña cantidad de
árboles o arbustos dispersos. Se desenvuelven en regiones de alta temperatura, que tienen
marcada diferencia entre las estaciones seca y húmeda. En la estación húmeda el
crecimiento de las plantas es rápido, pero éstas se secan y bajan en calidad durante la
estación seca. Las sabanas tropicales cubren áreas extensas en América del Sur, África,
India, Sudeste Asiático y Australia Septentrional. El crecimiento animal y vegetal en la
sabana tropical, depende de las distintas alteraciones periódicas. Los grandes animales
emigran en busca de agua, y sus ciclos reproductivos corresponden a la disponibilidad de
crecimiento de nuevas plantas suculentas. Muchos animales se reúnen en grandes
manadas. Es necesario una gran área de producción fotosintética para alimentar a estos
grandes animales. El fuego regular es importante para este ecosistema, de él depende el
mantenimiento de las praderas en lugares donde las manadas no son tan numerosas.
Vegetación: Hierbas y árboles dispersos (árboles de copa plana)

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h. Sabanas Tropicales

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i. Biomas Acuáticos.- Los biomas acuáticos pueden ser marinos (agua salada) o dulceacuícolas.
Los biomas marinos son básicamente dos: el oceánico o pelágico y el litoral o nerítico,
caracterizados por la diferente profundidad que alcanzan las aguas y por la distancia a la costa.
La zona litoral se caracteriza por la luminosidad de sus aguas, escasa profundidad y abundancia
de nutrientes. En ella se concentran algas, moluscos, equinodermos y arrecifes de coral.
Tortugas, focas y peces óseos son comunes aquí. La zona pelágica se caracteriza por tener una
banda iluminada pero también grandes profundidades sin luz. En estas regiones los seres
acuáticos se han adaptado a vivir sin ella y a estar sometidos a grandes presiones.
Los biomas dulceacuícolas son básicamente dos: las aguas estancadas (lénticas) de lagos y lagunas
y las aguas corrientes (lóticas) de ríos y arroyos. De la superficie del planeta, el 70% de su
superficie está ocupado por los océanos. Del restante 30%, que corresponde a tierras emergidas
, un 11% de esa superficie se halla cubierto por los hielos, lo que se puede clasificar como
desierto helado, y el 10% lo ocupa la tundra.
Los Biomas acuáticos o marinos se pueden dividir en: Bioma litoral y Bioma oceánico y hay
muchas clases de biomas en el mundo gracias a eso son muy variados nuestros ecosistemas.

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Nivel de Biósfera,
Ecósfera o
Geósfera
Conjunto de
ecosistemas
Superficie del planeta Tierra donde se
desarrollan los seres vivos.
Nivel de
Ecosistema
Conjunto de
comunidades
“Víboras” + “antílopes americanos” +
“halcones” + arbustos + pastos + rocas
+ riachuelos.
Nivel de
Comunidad
Conjunto de
individuos de
diferentes
especies
“Víboras” + “antílopes americanos” +
“halcones” + arbustos + pastos.
Nivel de
Población
Conjunto de
individuos de
la misma
especie
Manada de “antílopes americanos”.
Nivel de Individuo
o Especie
Individuo
(Especie) “antílope americano”.
III. NIVELES ECOLÓGICOS:

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IV. LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS:
A. DEFINICIÓN.- Se denomina “ciclo
biogeoquímico” al movimiento de cantidades masivas
de carbono, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, calcio, sodio
, azufre, fósforo y otros elementos entre los seres vivos
y el ambiente (atmósfera, biomasa y sistemas acuáticos)
mediante una serie de procesos de producción y
descomposición. En la biósfera la materia no es
ilimitada de manera que su reciclaje es un punto clave
en el mantenimiento de la vida en la Tierra; de otro
modo, los nutrientes se agotarían y la vida
desaparecería.

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B. PRINCIPALES CICLOS BIOGEO- QUÍMICOS:
1. Ciclo del Agua o Hidrológico
1.a. Fases del ciclo del agua:
1º Evaporación.- El agua se evapora en la superficie oceánica, sobre la
superficie terrestre y también por los organismos, en el fenómeno de la
transpiración en plantas y sudoración en animales. Los seres vivos,
especialmente las plantas, contribuyen con un 10% al agua que se
incorpora a la atmósfera. En el mismo capítulo podemos situar la
sublimación, cuantitativamente muy poco importante, que ocurre en la
superficie helada de los glaciares o la banquisa.
2º Condensación.- El agua en forma de vapor sube y se condensa
formando las nubes, constituidas por agua en pequeñas gotas.
3º Precipitación.- Es cuando las gotas de agua que forman las nubes se
enfrían acelerándose la condensación y uniéndose las gotitas de agua
para formar gotas mayores que terminan por precipitarse a la superficie
terrestre en razón a su mayor peso. La precipitación puede ser sólida
(nieve o granizo) o líquida (lluvia).
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4º Infiltración.- Ocurre cuando el agua que alcanza el suelo, penetra a través de sus poros y pasa a ser
subterránea. La proporción de agua que se infiltra y la que circula en superficie (escorrentía) depende
de la permeabilidad del sustrato, de la pendiente y de la cobertura vegetal. Parte del agua infiltrada
vuelve a la atmósfera por evaporación o, más aún, por la transpiración de las plantas, que la extraen
con raíces más o menos extensas y profundas. Otra parte se incorpora a los acuíferos, niveles que
contienen agua estancada o circulante. Parte del agua subterránea alcanza la superficie allí donde los
acuíferos, por las circunstancias topográficas, intersecan (es decir, cortan) la superficie del terreno.
5º Escorrentía.- Este término se refiere a los diversos medios por los que el agua líquida se desliza
cuesta abajo por la superficie del terreno. En los climas no excepcionalmente secos, incluidos la
mayoría de los llamados desérticos, la escorrentía es el principal agente geológico de erosión y de
transporte de sedimentos.
6º Circulación Subterránea.- Se produce a favor de la gravedad, como la escorrentía superficial, de la
que se puede considerar una versión. Se presenta en dos modalidades:
•Primero, la que se da en la zona vadosa, especialmente en rocas karstificadas, como son a menudo las
calizas, y es una circulación siempre pendiente abajo.
•Segundo, la que ocurre en los acuíferos en forma de agua intersticial que llena los poros de una roca
permeable, de la cual puede incluso remontar por fenómenos en los que intervienen la presión y la
capilaridad.
7º Fusión.- Este cambio de estado se produce cuando la nieve pasa a estado líquido al producirse el
deshielo.
8º Solidificación.- Al disminuir la temperatura en el interior de una nube por debajo de 0° C, el vapor
de agua o el agua misma se congelan, precipitándose en forma de nieve o granizo,
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1.b. Compartimentos e intercambios de Agua
Depósito
Volumen
(en millones de km³)
Porcentaje
Océanos 1 370 90,40386
Casquetes y
glaciares
546 8,90
Agua subterránea 9,5 0,68
Lagos 0,125 0,01
Humedad del suelo 0,065 0,005
Atmósfera 0,013 0,001
Arroyos y ríos 0,0017 0,0001
Biomasa 0,0006 0,00004

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1.b. Compartimentos e intercambios de Agua
Depósito Tiempo medio de residencia
Glaciares 20 a 100 años
Nieve estacional 2 a 6 meses
Humedad del suelo 1 a 2 meses
Agua subterránea: somera 100 a 200 años
Agua subterránea: profunda 10.000 años
Lagos 50 a 100 años
Ríos 2 a 6 meses

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1.c. Energía del agua:
El ciclo del agua emite una gran cantidad de energía, la cual
procede de la que aporta la insolación. La evaporación es
debida al calentamiento solar y animada por la
circulación atmosférica, que renueva las masas de aire y que es
a su vez debida a diferencias de temperatura igualmente
dependientes de la insolación. Los cambios de estado del agua
requieren o disipan mucha energía, por el elevado valor que
toman el calor latente de fusión y el calor latente de
vaporización. Así, esos cambios de estado contribuyen al
calentamiento o enfriamiento de las masas de aire, y al
transporte neto de calor desde las latitudes tropicales o
templadas hacia las frías y polares, gracias al cual es más
suave en conjunto el clima.

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1.d. Balance del agua:
Si despreciamos las pérdidas y las ganancias debidas al
vulcanismo y a la subducción, el balance total es cero.
Pero si nos fijamos en los océanos, se comprueba que este
balance es negativo; se evapora más de lo que precipita en
ellos. Y en los continentes hay un superávit; es decir que
se precipita más de lo que se evapora. Estos déficit y
superávit se compensan con las escorrentías, superficial y
subterránea, que vierten agua del continente al mar.

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1.e. Efectos químicos del agua:
El agua al desplazarse a través del ciclo hidrológico, transporta sólidos y gases en
disolución. El carbono, el nitrógeno y el azufre, elementos todos ellos importantes para los
organismos vivientes, son volátiles y solubles, y por lo tanto, pueden desplazarse por la
atmósfera y realizar ciclos completos, semejantes al ciclo del agua.
La lluvia que cae sobre la superficie del terreno contiene ciertos gases y sólidos en
solución. El agua que pasa a través de la zona insaturada de humedad del suelo recoge
dióxido de carbono del aire y del suelo y de ese modo aumenta de acidez. Esta agua ácida,
al llegar en contacto con partículas de suelo o roca madre, disuelve algunas sales minerales
. Si el suelo tiene un buen drenaje, el flujo de salida del agua freática final puede contener
una cantidad importante de sólidos totales disueltos, que irán finalmente al mar.
En algunas regiones, el sistema de drenaje tiene su salida final en un mar interior, y no en
el océano, son las llamadas cuencas endorreicas. En tales casos, este mar interior se
adaptará por sí mismo para mantener el equilibrio hídrico de su zona de drenaje y el
almacenamiento en el mismo aumentará o disminuirá, según que la escorrentía sea mayor
o menor que la evaporación desde el mismo. Como el agua evaporada no contiene ningún
sólido disuelto, éste queda en el mar interior y su contenido salino va aumentando
gradualmente.

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1.f. Afloramientos de sal:
Si el agua del suelo se mueve en sentido ascendente, por efecto de la capilaridad,
y se está evaporando en la superficie, las sales disueltas pueden ascender
también en el suelo y concentrarse en la superficie, donde es frecuente ver en
estos casos un estrato blancuzco producido por la acumulación de sales.
Cuando se añade agua de riego, el agua es transpirada, pero las sales que haya en
ésta quedan en el suelo. Si el sistema de drenaje es adecuado, y se suministra
suficiente cantidad de agua en exceso, como suele hacerse en la práctica del
riego superficial, y algunas veces con el riego por aspersión, estas sales se
disolverán y serán arrastradas al sistema de drenaje. Si el sistema de drenaje
falla, o la cantidad de agua suministrada no es suficiente para el lavado de las
sales, éstas se acumularán en el suelo hasta tal grado en que las tierras pueden
perder su productividad. Éste sería, según algunos expertos, la razón del
decaimiento de la civilización Mesopotámica, irrigada por los ríos Tigris y
Éufrates con un excelente sistema de riego, pero con deficiencias en el drenaje.

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3
2. Ciclo del Oxígeno.- Es la cadena de reacciones y procesos que
describen la circulación del oxígeno en la biosfera terrestre.
2.1. Abundancia en la Tierra:
El oxígeno es el elemento más abundante en masa en la corteza terrestre
y en los océanos, y el segundo en la atmósfera.
En la corteza terrestre la mayor parte del oxígeno se encuentra formando
parte de silicatos y en los océanos se encuentra formando por parte de
la molécula de agua (H2
O).
En la atmósfera se encuentra como oxígeno molecular (O2
),
dióxido de carbono (CO2
), y en menor proporción en otras moléculas
como monóxido de carbono (CO), ozono (O3
), dióxido de nitrógeno
(NO2
), monóxido de nitrógeno (NO) o dióxido de azufre (SO2
).

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3
Atmósfera:
El O2
le confiere un carácter oxidante a la atmósfera.
Se formó por fotólisis de H2O
, formándose H2
y O2
:
H2
O + hν → 1/2O2
.
El oxígeno molecular presente en la atmósfera y el
disuelto en el agua interviene en muchas reacciones
de los seres vivos. En la respiración celular se
reduce oxígeno para la producción de energía y
generándose dióxido de carbono, y en el proceso de
fotosíntesis se origina oxígeno y glucosa a partir de
agua, dióxido de carbono (CO2) y radiación solar.

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6Corteza terrestre:
El carácter oxidante del oxígeno provoca que algunos
elementos estén más o menos disponibles. La oxidación
de sulfuros para dar sulfatos los hace más solubles, al
igual que la oxidación de iones amonio a nitratos.
Asimismo disminuye la solubilidad de algunos
elementos metálicos como el hierro al formarse óxidos
insolubles.

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6
Hidrósfera y atmósfera química básica
estructuralítica:
El oxígeno es ligeramente soluble en agua,
disminuyendo su solubilidad con la temperatura.
Condiciona las propiedades rédox de los sistemas
acuáticos. Oxida materia bioorgánica dando el
dióxido de carbono y agua.
El dióxido de carbono también es ligeramente
soluble en agua dando carbonatos; condiciona las
propiedades ácido-base de los sistemas acuáticos.
Una parte importante del dióxido de carbono
atmosférico es captado por los océanos quedando
en los fondos marinos como carbonato de calcio.

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3. Ciclo del Carbono.- Es la sucesión de transformaciones
que sufre el carbono a lo largo del tiempo. Es un ciclo
biogeoquímico de gran importancia para la regulación
del clima de la Tierra, y en él se ven implicadas
actividades básicas para el sostenimiento de la vida.
3.1. Ciclo biológico:
Comprende los intercambios de carbono (CO2
) entre los
seres vivos y la atmósfera, es decir, la fotosíntesis,
proceso mediante el cual el carbono queda retenido en
las plantas y la respiración que lo devuelve a la
atmósfera. Este ciclo es relativamente rápido,
estimándose que la renovación del carbono atmosférico
se produce cada 20 años.

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3
6
3.2. Ciclo biogeoquímico:
Regula la transferencia de carbono entre la atmósfera y la
litosfera (océanos y suelo). El CO2
atmosférico se disuelve con
facilidad en agua, formando ácido carbónico que ataca los
silicatos que constituyen las rocas, resultando iones
bicarbonato. Estos iones disueltos en agua alcanzan el mar, son
asimilados por los animales para formar sus tejidos, y tras su
muerte se depositan en los sedimentos. El retorno a la atmósfera
se produce en las erupciones volcánicas tras la fusión de las
rocas que lo contienen. Este último ciclo es de larga duración,
al verse implicados los mecanismos geológicos. Además, hay
ocasiones en las que la materia orgánica queda sepultada sin
contacto con el oxígeno que la descomponga, produciéndose así
la fermentación que lo transforma en carbón, petróleo y gas
natural.

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3
6
3.3. Almacenamiento:
El almacenamiento del carbono en los depósitos fósiles
supone en la práctica una rebaja de los niveles
atmosféricos de dióxido de carbono. Si éstos depósitos
se liberan, como se viene haciendo desde hace tiempo
con el carbón, o más recientemente con el petróleo y el
gas natural, el ciclo se desplaza hacia un nuevo
equilibrio en el que la cantidad de CO2
atmosférico es
mayor; más aún si las posibilidades de reciclado del
mismo se reducen al disminuir la masa boscosa y
vegetal.

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6
3.4. Explotación:
La explotación de combustibles fósiles para sustentar
las actividades industriales y de transporte (junto con la
deforestación) es hoy día una de las mayores agresiones
que sufre el planeta, con las consecuencias por todos
conocidas: Cambio climático (por el efecto invernadero
), desertificación, etc.

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4. Ciclo del Nitrógeno
4.1. Fases:
Primera fase:
a. Fijación abiótica.- La fijación natural puede ocurrir por
procesos químicos espontáneos, como la oxidación que se
produce por la acción de los rayos, que forma óxidos de
nitrógeno a partir del nitrógeno atmosférico.

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Primera fase:
b. Fijación biológica de nitrógeno.- Es un fenómeno fundamental que depende de la
habilidad metabólica de unos pocos organismos, llamados diazótrofos en relación a esta
habilidad, para tomar N2 y reducirlo a nitrógeno orgánico:
N2 + 8H+
+ 8e−
+ 16 ATP →
2NH3 + H2 + 16ADP + 16 Pi
La fijación biológica la realizan tres grupos de microorganismos diazotrofos:
Bacterias gramnegativas de vida libre en el suelo, de géneros como Azotobacter,
Klebsiella o el fotosintetizador Rhodospirillum, una bacteria purpúrea.
Bacterias simbióticas de algunas plantas, en las que viven de manera generalmente
endosimbiótica en nódulos, principalmente localizados en las raíces. Hay multitud de
especies encuadradas en el género Rhizobium, que guardan una relación muy específica
con el hospedador, de manera que cada especie alberga la suya, aunque hay excepciones.
Cianobacterias de vida libre o simbiótica. Las cianobacterias de vida libre son muy
abundantes en el plancton marino y son los principales fijadores en el mar. Además hay
casos de simbiosis, como el de la cianobacteria Anabaena en cavidades subestomáticas de
helechos acuáticos del género Azolla, o el de algunas especies de Nostoc que crecen
dentro de antoceros y otras plantas.
La fijación biológica depende del complejo enzimático de la nitrogenasa.

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Segunda fase: Amonificación:
La amonificación es la conversión a ion amonio del nitrógeno que
en la materia viva aparece principalmente como grupos amino (-
NH2) o imino (-NH-). Los animales, que no oxidan el nitrógeno,
se deshacen del que tienen en exceso en forma de distintos
compuestos. Los acuáticos producen directamente amoníaco
(NH3), que en disolución se convierte en ion amonio. Los
terrestres producen urea, (NH2)2CO, que es muy soluble y se
concentra fácilmente en la orina; o compuestos nitrogenados
insolubles como la guanina y el ácido úrico, que son purinas, y
ésta es la forma común en aves o en insectos y, en general, en
animales que no disponen de un suministro garantizado de agua.
El nitrógeno biológico que no llega ya como amonio al sustrato,
la mayor parte en ecosistemas continentales, es convertido a esa
forma por la acción de microorganismos descomponedores.

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Tercera fase: Nitrificación:
La nitrificación es la oxidación biológica del amonio al
nitrato por microorganismos aerobios que usan el oxígeno
molecular (O2) como receptor de electrones, es decir, como
oxidante. A estos organismos el proceso les sirve para
obtener energía, al modo en que los heterótrofos la
consiguen oxidando alimentos orgánicos a través de la
respiración celular. El C lo consiguen del CO2 atmosférico,
así que son organismos autótrofos. El proceso fue
descubierto por Sergéi Vinogradski y en realidad consiste
en dos procesos distintos, separados y consecutivos,
realizados por organismos diferentes:

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Tercera fase: Nitrificación:
Nitritación.- Partiendo de amonio se obtiene nitrito (NO2
–
).
Lo realizan bacterias de, entre otros, los géneros
Nitrosomonas y Nitrosococcus.
Nitratación.- Partiendo de nitrito se produce nitrato (NO3
–
).
Lo realizan bacterias del género Nitrobacter.
La combinación de amonificación y nitrificación devuelve a
una forma asimilable por las plantas, el nitrógeno que ellas
tomaron del suelo y pusieron en circulación por la cadena
trófica.

60
Cuarta fase: Desnitrificación:
La desnitrificación es la reducción del ion nitrato (NO3
–
), presente en el suelo o el agua, a
nitrógeno molecular o diatómico (N2) la sustancia más abundante en la composición del
aire. Por su lugar en el ciclo del nitrógeno este proceso es el opuesto a la fijación del
nitrógeno.
Lo realizan ciertas bacterias heterótrofas, como Pseudomonas fluorescens, para obtener
energía. El proceso es parte de un metabolismo degradativo de la clase llamada
respiración anaerobia, en la que distintas sustancias, en este caso el nitrato, toman el papel
de oxidante (aceptor de electrones) que en la respiración celular normal o aerobia
corresponde al oxígeno (O2). El proceso se produce en condiciones anaerobias por
bacterias que normalmente prefieren utilizar el oxígeno si está disponible.
El proceso sigue unos pasos en los que el átomo de nitrógeno se encuentra sucesivamente
bajo las siguientes formas:
nitrato → nitrito → óxido nítrico → óxido nitroso → nitrógeno molecular
Expresado como reacción redox:
2NO3
-
+ 10e-
+ 12H+
→ N2 + 6H2O
Como se ha dicho más arriba, la desnitrificación es fundamental para que el nitrógeno
vuelva a la atmósfera, la única manera de que no termine disuelto íntegramente en los
mares, dejando sin nutrientes a la vida continental. Sin él la fijación de nitrógeno, abiótica
y biótica, habría terminado por provocar la depleción (eliminación) del N2 atmosférico.
10
La desnitrificación es empleada, en los procesos técnicos de depuración controlada de
aguas residuales, para eliminar el nitrato, cuya presencia favorece la eutrofización y reduce
la potabilidad del agua, porque se reduce a nitrito por la flora intestinal, y éste es
cancerígeno.

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Quinta fase: Reducción desasimilatoria:
Es la respiración anaerobia del nitrato y nitrito a la forma gaseosa N2O y a la forma ion
amonio. Se produce en estercoleros y turberas donde residen bacterias del género
Citrobacter sp. Este género es típico de las coliformes enterofecales, por lo que también
forma parte de la flora intestinal de mamíferos, ya que procesan parte de la lactosa que
ingieren. En principio se estudió esta bacteria en las turberas debido a que son
productoras de NO2, un gas de efecto invernadero, en la actualidad se realizan estudios
de las baterías enzimáticas relacionadas con el retorno de amonio al suelo y su
inhibición en presencia de sulfatos.

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5. Ciclo del Fósforo
Fases del ciclo del Fósforo:
1. El fósforo se encuentra en las rocas formando minerales como el apatito
(fosfato tricálcico). Cuando se meteoriza la roca el fósforo pasa a ión
fosfato.
2. En el suelo, el fósforo es asimilado por las plantas que lo incorporan en
sus ácidos nucleicos.
3. Este es consumido por los animales.
4. Los restos, excrementos y descomposición de cadáveres hace que se
creen auténticos depósitos de fósforo en el suelo.
5. En zonas costeras estos depósitos de fósforo en excrementos de aves,
forman el "guano".
6. El fósforo del suelo es transportado por el agua hasta el mar.
7. En el mar alimenta al fitoplancton.
8. Pasa a los peces.
9. Los organismos marinos, al morir, sedimentan fósforo en grandes
cúmulos profundos no recuperables.
10. Cuando el depósito es en aguas poco profundas puede recuperarse el
fósforo en el propio ecosistema marino.
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11. La fosilización incorpora de nuevo fósforo al suelo.

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11. La fosilización incorpora de nuevo fósforo al suelo.

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6. Ciclo del Azufre.- El azufre forma parte de proteínas.
Las plantas y otros productores primarios lo obtienen
principalmente en su forma de ion sulfato (SO4
-2
). Los
organismos que ingieren estas plantas lo incorporan a las
moléculas de proteína, y de esta forma pasa a los
organismos del nivel trófico superior.

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