El documento describe los flujos de energía y circulación de nutrientes en los ecosistemas. Explica que los seres vivos son sistemas abiertos que dependen de la energía solar o química. La fotosíntesis convierte la energía solar en energía química almacenada. Los ecosistemas forman cadenas tróficas donde solo el 10% de la energía se transfiere entre niveles. El ciclo del carbono y nitrógeno recirculan estos nutrientes. La actividad humana está alterando estos procesos a

1. ECOSISTEMAS FLUJO Y PROCESAMIENTO DE ENERGÍA Y MATERIA EN LOS SISTEMAS BIOLÓGICOS

2. Contenidos a) Flujo de energía en el ecosistema Seres vivos como organismos termodinámicamente abiertos Ecosistemas basados en energía solar y en energía química Fotosíntesis Productividad b) Circulación de nutrientes en la biósfera Composición elemental Carbono y fotosíntesis Nitrógeno en el ecosistema c) Impacto de la actividad humana en la naturaleza Crecimiento poblacional y desechos Productividad y producción Efecto invernadero Bosque chileno intervenido Ley ambiental de Chile

3. Flujo de energía en el ecosistema

4. Seres vivos como organismos termodinámicamente abiertos Sistema: conjunto de partes en integración para alcanzar un conjunto de objetivos Abierto: aquel que interactúa con el medio

5. Seres vivos como organismos termodinámicamente abiertos T ermodinámica : campo de la física que describe y relaciona las propiedades físicas de sistemas macroscópicos de materia y energía Principio 1: la energía se conserva Principio 2: la entropía aumenta

6. Vida v/s entropía ENTROPÍA

7. Vida v/s entropía ENTROPÍA

8. Efecto de la energía solar

9. Rayos solares y origen de los climas

10. Corrientes oceánicas

11. Origen de los climas

12. Ecosistemas y energía solar

13. Ecosistemas sin energía solar

14. Fotosíntesis: estructura foliar

15. Fotosíntesis: cloroplastos

16. Fotosíntesis: luz y pigmentos

17. Fotosíntesis: Fotosistema Clorofila

18. Fotosíntesis: Fase dependiente de luz

19. Fotosíntesis: Fase independiente de luz

20. Fotosíntesis: resumen

21. Ciclo de Calvin unificador

22. Origen de los flujos de energía en el ecosistema

23. Productividad: bruta y neta Productividad Neta (PN): Energía almacenada por los autótrofos en período determinado Productividad Bruta (PB): PN + Energía utilizada en respiración Se pueden expresar en unidades de energía (kcal) o como biomasa (peso seco de material orgánico)

24. Ejemplos de valores de PPB 15 6 Consumidores 3 os 316 67 Consumidores 2 os 1890 1478 Consumidores 1 os 11977 10533 Productores Respiración PPN Nivel trófico PPB

25. Regla del 10% La energía que pasa de un eslabón al otro es aproximadamente el 10% de la energía acumulada El 90% restante se pierde como calor en los procesos de mantenimiento El nivel más productivo es aquel que traspasa más energía al siguiente eslabón (¿qué porcentaje del PPN efectivamente pasa al nivel trófico siguiente?)

26. PPN de algunos ecosistemas 3 Desierto extremo (roca, arena, hielo) 90 Desierto y matorral semidesértico 140 Tundra ártica y alpina 400 Lago y arroyo 600 Pastizal templado 650 Terreno agrícola 700 Bosque bajo y matorral 800 Bosque boreal 900 Sabana 1200 Bosque caducifolio templado 1300 Bosque de hoja perenne templado 2200 Selva lluviosa 3000 Pantano y marjal PPN (g de materia seca/m 2 x año) Ecosistema

27. Productividad medida mediante satélites

28. Flujos de energía en el ecosistema

29. Pirámides tróficas como modelos Pirámides de biomasa Pirámides de números

30. Biomasa v/s productividad 0.03 48 Carnívoros II 1 400 Carnívoros I 40 6000 Herbívoros 1200 60000 Plantas Productividad (mg C/m 2 x día) Biomasa (mg C/m 2 ) Nivel trófico

31. Estructura trófica: estudio de caso de ecosistema costero

32. Estructura trófica: estudio de caso Estudio energético en un ecosistema costero de Chile

33. Estructura trófica: estudio de caso Actividad grupal: Identificación de cadena alimenticia más corta y más larga Identificación de compartimiento clave Efecto de remoción de: Peces carnívoros Filtradores Planctívoros

34. Trabajo práctico 1: cálculo de PPB y PPN

35. Trabajo práctico 1: Cálculos PPB = PPN + R PPN = (peso luz – peso inicial) PPB = (peso luz – peso inicial)+(peso oscuridad – peso inicial)

36. Regulación térmica y gasto energético -- Poiquilotermo: Temperatura variable Homeotermo: Temperatura en equilibrio Ectotermo: Requieren calor externo Endotermo: Origen del calor es interno

37. Regulación térmica y gasto energético

38. Regulación térmica y gasto energético

39. Contenidos a) Flujo de energía en el ecosistema Seres vivos como organismos termodinámicamente abiertos Ecosistemas basados en energía solar y en energía química Fotosíntesis Productividad b) Circulación de nutrientes en la biósfera Composición elemental Carbono y fotosíntesis Nitrógeno en el ecosistema c) Impacto de la actividad humana en la naturaleza Crecimiento poblacional y desechos Productividad y producción Efecto invernadero Bosque chileno intervenido Ley ambiental de Chile

40. Circulación de nutrientes en la biósfera

41. Composición del medio v/s seres vivos 19.4 12.1 0 0.1 Carbono 0 0 0.9 0 0 Argón 3 0.9 0.1 1 0.7 Otros 9.3 9.9 0 66 3 Hidrógeno 5.1 3.0 78 0.0001 Nitrógeno 0.1 0.1 0 2.1 Potasio 0.04 0.04 0 2.3 Magnesio 0.01 0.01 0 2.4 Sodio 0.1 0.1 0 4.2 Calcio 0.005 0.005 0 5.6 Hierro 0.001 0.001 0 8.2 Aluminio 0.1 0.1 0 28.2 Sílice 62.8 73.7 21 33 47.4 Oxígeno Humano Bacteria Atmósfera Hidrósfera Litósfera Elemento

42. Fotosíntesis y oxígeno Cambios en la concentración de CO 2 y O 2 en la atmósfera en distintos períodos de la evolución 0 21 900 - 0 8.3 15 1300 15 10 1500 22 5 1750 28875 0 4600 – 1900 [CO 2 ] (%) [O 2 ] (%) Millones de años

43. Fotosíntesis y oxígeno

44. CO 2 y actividad humana

45. Ciclo del Carbono

46. Ciclo del Nitrógeno

47. Uso de compartimientos en ciclo del nitrógeno

48. Yacimientos de nitrato

49. Salitre chileno

50. Contenidos a) Flujo de energía en el ecosistema Seres vivos como organismos termodinámicamente abiertos Ecosistemas basados en energía solar y en energía química Fotosíntesis Productividad b) Circulación de nutrientes en la biósfera Composición elemental Carbono y fotosíntesis Nitrógeno en el ecosistema c) Impacto de la actividad humana en la naturaleza Crecimiento poblacional y desechos Productividad y producción Efecto invernadero Bosque chileno intervenido Ley ambiental de Chile

51. Impacto de la actividad humana en la naturaleza

52. Crecimiento poblacional y uso de recursos

53. Población humana y productividad

54. Efecto invernadero

55. Efecto invernadero: causas

56. Efecto invernadero: causas

57. Orígenes de gases invernadero

58. Efecto invernadero: mecanismo

59. Efecto invernadero: consecuencias Aumento de la temperatura superficial

60. Efecto invernadero: consecuencias Aumento de la temperatura superficial Derretimiento de los hielos polares

61. Efecto invernadero: consecuencias Aumento de la temperatura superficial Derretimiento de los hielos polares Aumento nivel de los océanos

62. Efecto invernadero: consecuencias Aumento de la temperatura superficial Derretimiento de los hielos polares Aumento nivel de los océanos Alteraciones climáticas a gran escala

63. Efecto invernadero: consecuencias Aumento de la temperatura superficial Derretimiento de los hielos polares Aumento nivel de los océanos Alteraciones climáticas a gran escala Alteraciones en patrones de conducta de plantas y animales

64. Efecto invernadero: consecuencias Aumento de la temperatura superficial Derretimiento de los hielos polares Aumento nivel de los océanos Alteraciones climáticas a gran escala Alteraciones en patrones de conducta de plantas y animales Destrucción de algas y corales

65. Efecto invernadero: esperanza

66. Bosque chileno: nuestra fuente de productividad