La biosfera

LA BIOSFERA

LA BIOSFERA COMO GRAN
ECOSISTEMA. BIOMAS

LA BIOSFERA

BIOMAS


Seres vivos ecosistemas Medio fis.-quimico
los de la misma producen

especie

forman
Flujos de energía Ciclos materiales

poblaciones
se agrupan en
presentan
comunidades SUCESIONES

DIVERSIDAD COMUNIDAD CLIMAX NIVELES TRÓFICOS

LA BIOSFERA
 LOS SERES VIVOS ESTÁN INTEGRADOS EN LA SUPERFICIE TERRESTRE,
INTERACCIONANDO CON LA LITOSFERA, LA HIDROSFERA Y LA ATMÓSFERA.
 Los seres vivos, el medio y las interacciones entre ambos constituyen la BIOSFERA.

La biosfera es aquella parte de la Tierra
en la que existe vida.
Se extiende unos 8-10 Km por encima
de la superficie terrestre (troposfera) y
aprox, lo mismo en las profundidades
del mar, aunque no es uniforme ni en
grosor ni en densidad.

LA BIOSFERA

biocenosis
 ECOSISTEMA BIOSFERA se puede

biotopo considerar como un
único ecosistema.

Los tres requisitos para la presencia de organismos vivos sobre nuestro planeta
son:
 Una fuente de energía, el Sol o la energía geotérmica, y una fuente de
materia.
 Una tª que permita la presencia de agua líquida
 Una atmósfera protectora y reguladora.

LA BIOSFERA

La situación de la Tierra respecto al Sol hace que ésta reciba su calor y energía
lumínica; además su inclinación y movimiento alrededor del mismo provoca el
que la cantidad de energía que llega a las diferentes partes de la superficie
terrestre pueda variar a lo largo del día y de las estaciones, permitiendo la
existencia de los diferentes climas, lo que condiciona el establecimiento de una
u otra forma de vida.
La energía interna del planeta produce cambios constantes en la superficie de los
continentes, tanto en la composición mineral como en el relieve, lo que también
afecta al crecimiento de las plantas y otros organismos vivos.

LA BIOSFERA
 La interrelación de calor, luz, lluvia, altitud, latitud, composición mineralógica, etc,
hace que las distintas partes de la superficie de la Tierra sean muy diferentes entre
sí, lo que determina la distribución de los seres vivos en biomas, que son el
conjunto de comunidades características que se
extienden por una extensa zona geográfica,
caracterizada, por el clima y un tipo de
vegetación dominante.

LA BIOSFERA

TERRESTRES
 BIOMAS ACUÁTICOS

 BIOMAS TERRESTRES
Son los tipos de ecosistemas terrestres que se pueden diferenciar sobre las
superficies continentales y que están condicionados por la zonación climática
terrestre. Hay siete: DESIERTO, BOSQUE MEDITERRÁNEO, PRADERA( ESTEPA,
SABANA), BOSQUE TROPICAL O PLUVISILVA, BOSQUE CADUCIFOLIO, TAIGA
y TUNDRA.

BIOMAS DULCEACUÍCOLAS. Son los formados por las aguas continentales, los ríos,
como estancadas, los lagos. En estos últimos se presenta una organización vertical
condicionada por la cantidad de luz, la variación de tª con la profundidad y la intensidad de la
sedimentación.

ESTRATOS

Zona litoral. Aguas cercanas a la orilla. Flora de juncos, espadañas y nenúfares
 LÉNTICOS Zona limnética. Aguas superficiales alejadas del borde.
Zona profunda. Poca luz y baja concentración de oxígeno.
Lagos y aguas
estancadas

 LÓTICOS. Aguas corrientes
 La corriente actúa como factor limitante. Hay un considerable intercambio con la tierra y oxígeno abundante

BIOMAS DE INTERFASE Y MARINOS. Estuarios y marismas: son zonas donde el agua del mar
marismas
se mezcla con el agua dulce proveniente de los continentes. Se producen grandes variaciones de salinidad.
Son zonas donde las especies están bien adaptadas a estas variaciones, son pocas especies pero con gran
número de individuos, ya que el aporte de nutrientes es alto.

 Mares y océanos. Gran variedad de ambientes, diferentes factores del medio, como son la
luz, tª y presión. A partir de los 400 m de profundidad la oscuridad es total por lo que no existen
organismos fotosintetizadores. Los animales que viven en estas zonas se alimentan
principalmente de restos de animales que viven en las capas más superficiales.

La tª también disminuye con la
profundidad y por tanto el agua cada
vez es más densa. Los animales
ralentizan sus movimientos para
ahorrar energía.
A grandes profundidades el aumento
de la presión provoca la aparición de
numerosas adaptaciones de los
organismos para desplazarse por un
hábitat tan difícil.

CIRCULACIÓN DE MATERIA Y ENERGÍA EN LOS ECOSISTEMAS
En las interacciones entre los organismos vivos y los factores ambientales de cualquier ecosistema se pueden diferenciar dos
aspectos:
1- Un flujo de energía entre todos los integrantes del ecosistema
2- Un reciclaje de la materia que se desplaza desde un medio abiótico hacia los organismos vivos y vuelve de nuevo al medio
abiótico

 La vida en la Tierra depende de estos dos procesos, el flujo
ininterrumpido de energía y los ciclos de la materia.

FLUJO DE ENERGÍA. La fuente de energía que sostiene la vida en la Tierra es el Sol. Este irradia en todas las
direcciones del espacio gran cantidad de energía, y la Tierra recibe una pequeñísima parte del total de ésta en forma de
energía luminosa, y es del orden de 1 600 000 KJ/m2. año.
De esta energía, gran parte es reflejada o absorbida por moléculas químicas en diferentes partes de la atmósfera, evitando
que los rayos cósmicos de alta energía ( rayos ganma, RX, rayos UVA) lleguen a la superficie de la Tierra.

FLUJO DE ENERGÍA. La energía que alcanza la troposfera es luminosa (luz) e infrarroja (calor) en
cantidades similares y una pequeña cantidad de radiación ultravioleta no absorbida por la estratosfera.
De toda esa energía, sólo el 0,2% es capturada por los vegetales verdes y por algunas bacterias, y transformada en materia
orgánica mediante la fotosíntesis, entrando de esta forma en la cadena alimentaria de los organismos vivos, a través de la
cual fluye luego la energía.

 El objetivo de los ecosistemas no ha sido captar la máxima cantidad de energía, sino
utilizar solamente la energía necesaria para el mantenimiento de la máxima cantidad de
organización que permiten el resto de los factores limitantes.

CICLO DE LA MATERIA. CICLOS BIOGEOQUÍMICOS.
Muchas sustancias inorgánicas experimentan ciclos, sufren una serie de transformaciones pasando desde el medio
ambiente( atmósfera, hidrosfera y corteza terrestre) hasta los organismos vivos y regresando nuevamente al medio. Estos
procesos que se llaman ciclos biogeoquímicos son activados directa o indirectamente por la energía del Sol.

CICLO DEL OXÍGENO

 Elemento químico que surgió en la atmósfera a raíz de aparecer los org. fotosintetizadores.
 Éstos fabricaban oxígeno como producto de desecho de su metabolismo fotosintético y era rápidamente
captado por los minerales que formaban la superficie terrestre, pues eran minerales ávidos de éste
elemento.
 Una vez que los minerales se oxidaron comenzó a acumularse el exceso de oxígeno; a partir de este
momento comenzaron a evolucionar los seres vivos que utilizaban este elemento para obtener su energía
mediante el proceso respiratorio, de forma que actualmente está prácticamente compensado el nivel de
dicho elemento ; la cantidad de oxígeno que producen las plantas en la
fotosíntesis es utilizada por la mayoría de los
organismos para realizar la respiración.
Un el aire existe un 21% de O2 que procede de
la fotosíntesis oxigénica y que es fijado en la
oxidación de ciertos minerales y sobre todo
mediante los procesos de respiración de los
seres vivos tanto terrestres como acuáticos.
Una pequeña parte de este O2 queda atrapado
en la materia orgánica que sedimenta y pasa a
formar parte de los constituyentes reducidos
de la corteza terrestre.

CICLO DEL CARBONO.

 Es el principal elemento básico constituyente de la
materia orgánica; éste sólo puede ser incorporado a
dicha materia a partir del CO2 de la atmósfera o disuelto
en el agua, y usan la energía luminosa para, a través de
la fotosíntesis, fijar el carbono inorgánico en
compuestos orgánicos como glucosa.
Los compuestos orgánicos serán luego descompuestos
o degradados por los organismos que realizan la
respiración aeróbica, devolviendo el CO2 a la atmósfera
o al agua. Así la fotosíntesis y la respiración celular
actúan como procesos antagónicos en sus términos
extremos, complementándose uno al otro y
manteniendo en equilibrio el ciclo del carbono.
Parte del carbono de la Tierra es retenido en la corteza
terrestre durante largos periodos en forma de
combustibles fósiles – carbón, petróleo y gas natural-
hasta que es liberado a la atmósfera como CO2 cuando
éstos son quemados. Las erupciones volcánicas
también liberan parte de este C a la atmósfera.
Algunos org. marinos utilizan el CO2 disuelto en agua
para formar sus conchas y esqueletos (CaCO3), cuando
estos org. mueren caen al fondo reingresando el C muy
lentamente al ciclo cuando los sedimentos se disuelvan
o queden expuestos a la intemperie por algún fenómeno
geológico.

CICLO DEL NITRÓGENO. Se encuentra en la troposfera en un 78%; debe convertirse en
nitratos (NO3-) para ser utilizado por los vegetales o animales, estos procesos se denominan fijación del nitrógeno.

CICLO DEL FÓSFORO.

Nutriente esencial para bacterias, vegetales
y animales, principalmente en forma de
iones fosfato ( PO4----, HPO4---)
Este elemento se mueve desde los
depósitos de fosfato en la tierra y los
sedimentos marinos a los organismos
vivos, y luego de regreso a la tierra y al
océano.
El fósforo liberado de los depósitos de
fosfato de las rocas por procesos de
meteorización, es disuelto en el agua del
suelo de donde es tomado por las raíces de
las plantas y de éstos pasa al resto de la
cadena trófica, cuando estos seres vivos
muertos son descompuestos por la acción
de los organismos descomponedores,
lliberándose así el fósforo.

CICLO DEL AZUFRE.
 El azufre forma parte de proteínas. Las plantas y
otros productores primarios lo obtienen
principalmente en su forma de ión sulfato (SO4 -2).
 Estos organismos lo incorporan a las moléculas de
proteína, y de esta forma pasa a los organismos del
nivel trófico superior. Al morir los organismos, el
azufre derivado de sus proteínas entra en el ciclo del
azufre y llega a transformarse para que las plantas
puedan utilizarlos de nuevo como ión sulfato.
 Los intercambios de azufre, principalmente en su
forma de bióxido de azufre SO2, se realizan entre las
comunidades acuáticas y terrestres, de una manera y
de otra en la atmósfera, en las rocas y en los
sedimentos oceánicos, en donde el azufre se
encuentra almacenado.
 El SO2 atmosférico se disuelve en el agua de lluvia o
se deposita en forma de vapor seco. El reciclaje local
del azufre, principalmente en forma de ion sulfato, se
lleva a cabo en ambos casos. Una parte del sulfuro
de hidrógeno (H2S), producido durante el reciclaje
local del sulfuro, se oxida y se forma SO2.
 "El elemento es denominado como de suma
importancia en la vida de los seres vivos."

 La contaminación atmosférica procedente de la
actividad humana representa una introducción de
este elemento de gran importancia

RELACIONES TRÓFICAS.
NIVELES TRÓFICOS Y CADENAS ALIMENTARIAS

 Todos los organismos de un ecosistema son fuentes potenciales de alimento para otros
organismos, estén vivos o muertos.
 Estas relaciones de transferencia de materia y energía a través del ecosistema es lo que
denominamos cadena alimentaria y todo organismo ocupa una posición en dicha cadena
alimentaria que denominamos nivel trófico.
 En un ecosistema los seres vivos que lo componen (componente biótico) se clasifican como
productores y consumidores según la forma de obtención de nutrientes orgánicos.


 PRODUCCIÓN PRIMARIA: productividad
 El primer eslabón en la cadena alimentaria siempre es un productor que en tierra son las plantas
y en el medio acuático son fundamentalmente las algas.
 Las plantas y las algas, a través de la fotosíntesis, son capaces de captar la energía luminosa
del Sol y utilizarla para sintetizar materia orgánica a partir de materia inorgánica (CO2 y H2O).
 Además fijan otros nutrientes como N y S que toman del suelo en disolución.
 Algunas bacterias especializadas pueden extraer compuestos inorgánicos de su ambiente y
convertirlos en compuestos orgánicos sin necesidad de luz, mediante los procesos de
quimiosíntesis.
 La masa de los organismos que constituyen los distintos niveles tróficos del ecosistema
es lo que conocemos como biomasa. Se mide en gramos de peso fresco, gramos de peso
seco, o gramos de C por unidad de superficie o volumen.
 La producción de un ecosistema es una medida del flujo energético por unidad de área y
de tiempo. Es decir, la cantidad de energía captada y almacenada por los productores en
un tiempo determinado, y se mide por el aumento de biomasa en un período de tiempo. Se
expresa en g/m2.año.
 La biomasa de un nivel trófico se renueva. El tiempo que tarda en renovarse se denomina tiempo
de renovación y se puede expresar como el cociente entre la biomasa y la producción.


 La velocidad de renovación de la biomasa se denomina productividad y es la relación
entre la producción y la biomasa total.
 La mayor producción de biomasa de un ecosistema, se dará cuando este comienze a
desarrollarse e irá decreciendo a medida que adquiera más estabilidad.
 Producción primaria, energía que es fijada por los productores.
Aumento Biomasa
PRODUCCIÓN = ------------------
Tiempo

Biomasa
Tº DE RENOVACIÓN = -------------
Producción

Producción
PRODUCTIVIDAD= ----------- . 100(%)
Biomasa

PPN = PPB - Respiración


 La cantidad real de energía depende del equilibrio entre la intensidad a la que la biomasa es
producida por los productores ( producción primaria bruta – PPB-) y lo que consumen
(generalmente por respiración aeróbica) para mantenerse vivos. La diferencia entre estas dos
intensidades es la producción primaria neta ( PPN).
 Como ecosistemas de más alta producción primaria neta están los estuarios, pantanos,
marismas y bosque tropical lluvioso, los más bajos son la tundra, el mar abierto y el
desierto.


 PRODUCCIÓN SECUNDARIA.
 Todos los organismos de un ecosistema que no son productores, son consumidores o
heterótrofos, es decir, necesitan y obtienen sus nutrientes orgánicos a partir de los
productores, o de otros consumidores.
 Hay varios tipos de consumidores:
 CONSUMIDOR PRIMARIO: herbívoros. Se alimentan directamente de vegetales.
 CONSUMIDOR SECUNDARIO: son carnívoros. Se alimentan de consumidores primarios.
Son sobre todo animales, aunque tb alguna planta carnívora.


 CONSUMIDOR TERCIARIO: Son carnívoros. Sólo se alimentan de animales que devoran
otros animales.
 OMNÍVOROS: Son consumidores que se alimentan de vegetales
y anímales.
DETRITÍVOROS: Animales que viven de organismos muertos y
restos de organismos vivos.
DESCOMPONEDORES: Muchos transforman la materia orgánica
en compuestos inorgánicos más sencillos que devuelven al
substrato ( bacterias y hongos descomponedores)

La energía química almacenada en la glucosa y otros compuestos
orgánicos nutrientes, es utilizada por los productores y consumi-
dores para realizar sus procesos vitales, siendo liberada mediante
los procesos de la respiración aeróbica.


 En los ecosistemas terrestres, la biomasa de los consumidores resulta ser inferior al 1%
de la biomasa de los productores. En los productores (vegetales) la producción bruta
excede a la respiración, por lo que tienen una producción neta.
 Los herbívoros sirven de alimento
a otros animales, luego la cantidad
de materia y energía que asimilan
es superior a la respiración.
Se habla en este caso de una
producción secundaria y es
una pequeña parte de la
producción primaria.
Así sucesivamente
a medida que
avanzamos a
niveles tróficos
más superiores
la cantidad de E. que
fluye es una fracción
de la del nivel trófico
anterior.


 CADENAS Y REDES TRÓFICAS. Regla del 10%
En el funcionamiento de los ecosistemas naturales no
existe desperdicio alguno; todo org. es fuente potencial de
alimento para otro organismo y estas relaciones
constituyen una cadena alimentaria. En los ecosistemas las
relaciones alimentarias se llaman redes alimentarias.
En cada nivel hay una pérdida adicional de energía, ya que
se pasa a sistemas progresivamente más ordenados,
contradiciendo la 2ª ley de la termodinámica. El
mantenimiento de estos sistemas más ordenados conlleva
un mayor gasto energético.

De la energía disponible en un determinado nivel trófico,
sólo el 10% es utilizada en la síntesis neta de nueva materia
orgánica en el nivel siguiente, el resto se consume en
respiración, reproducción y excrementos, es decir, la
cascada de energía que atraviesa el ecosistema se divide
por 10 en cada paso. Esta energía se pierde en forma de
calor y deja de ser utilizable. A mayor nº de niveles tróficos
mayor es la pérdida de energía.


 Eficiencia ecológica: pirámides de número, biomasa y energía.

 La eficiencia ecológica es la cantidad de energía asimilada por los organismos de un nivel
trófico, en forma de biomasa, que es aprovechada o asimilada por los organismos de
niveles tróficos superiores (consumidores)
 La cantidad de energía asimilada se representa en esquemas denominados pirámides
ecológicas.
De números. nº de organismos en cada nivel

 Pirámides ecológicas De biomasa. Peso seco total de los individuos en cada
nivel o en el nº de calorías.
De energía. Producción de los distintos niveles tróficos.


B) La pirámide de biomasa: toma en
A) La pirámide de números: cuenta la biomasa de cada nivel
toma en cuenta el número trófico, es decir, la masa biológica
de individuos presentes en existente. Lo normal es que la
cada nivel. Como lo normal biomasa de cada nivel vaya
es que el número de descendiendo a partir de la base
productores sea mayor, se hasta llegar al último nivel, donde es
ubica en la base y luego se menor.
presentan los otros niveles,
cuyo número va
disminuyendo a medida que
se sube el nivel. Por eso
estas representaciones
tienen forma de pirámide.

C) La pirámide de energía: representa las pirámides alimentarias tomando en cuenta la energía disponible en cada nivel. Es la más exacta de
las representaciones y refleja mejor 1o que realmente ocurre en la naturaleza.

MECANISMOS DE AUTORREGULACIÓN: SUCESIONES Y CLÍMAX

F. ABIÓTICOS
 SERES VIVOS QUE HABITAN UN MEDIO

F. BIÓTICOS

A) F. ABIÓTICOS: Tª, humedad, presión atmosférica, salinidad, pH, densidad, etc. Es decir
factores no dependientes de la densidad de población. Existen unos límites máximos y
mínimos de los factores ambientales que toleran los organismos. Estos límites se
denominan límites de tolerancia y el factor ambiental que sobrepasa la amplitud de
estos límites se considera un factor limitante, pues impide el normal desarrollo del
organismo.
Especies “esteno”
Tipos de organismos
atendiendo al margen
de tolerancia. Especies “ euri”

ESPECIES ESTENO: Con un estrecho margen de tolerancia para un factor determinado.

ESPECIES EURI: Con un amplio margen de tolerancia.

Organismo “esteno” panda gigante Organismo “euri” gato de la pampa


 B) F. BIÓTICOS. Factores dependientes de la densidad de población. Los seres vivos de
un ecosistema que pertenecen a la misma especie constituyen una población.
Todas las poblaciones de diferentes especies, con caracteres comunes, que habitan un
área forman una comunidad.
Se denomina nicho ecológico a todas las condiciones físico-químicas y biológicas que
necesita una especie para vivir en un hábitat determinado. Según el nicho ecológico se
pueden distinguir dos tipos de especies:

b.1. Especialistas: Viven en un nicho reducido, p.e. el panda gigante se alimenta casi
exclusivamente de bambú. Son estrategas de la K. Ocupan biotopos poco cambiantes, por
lo que mantienen el máximo nº de individuos que admite la población y generalmente
tienen pocos descendientes pero bien cuidados


 b.2. Generalistas: Especies de nicho ecológico amplio (viven en muchos lugares, ingieren
gran variedad de alimentos, se adaptan fácilmente a cambios ambientales, etc.) Son
estrategas de la r, presentan pocas exigencias frente a los factores ambientales, se
adaptan rápidamente a las condiciones cambiantes del medio y su abundancia es mayor
que en el caso de los estrategas de la K.

DINÁMICA DE POBLACIONES.

 POBLACIÓN. Conjunto de individuos de la misma especie que ocupan un área geográfica
determinada en un momento dado y cuyos integrantes pueden potencialmente,
reproducirse entre si
FAVORABLES. Protección frente a los
INTRAESPECÍFICAS factores desfavorables del ambiente
 RELACIONES
DESFAVORABLES. Competencia por
los
recursos, si estos son limitados. El
resultado
es una disminución de la multiplicación y la
supervivencia.
También compiten por la posesión de los
territorios, con miembros de su misma
especie
EL TAMAÑO DE LA POBLACIÓN puede variar por diferentes causas. Principalmente por:

TASAS DE NATALIDAD, MORTALIDAD Y MIGRACIÓN.

DINÁMICA DE POBLACIONES .
 a) NATALIDAD. Es el número de nacimientos de una población.

a.1) Natalidad potencial. Número de nacimientos que pueden presentarse
en una población cuando ésta no se halla sometida a condiciones
desfavorables que reduzcan dicho número.

a.2) Natalidad real. Número efectivo de nacimientos en una población
sometida a unas condiciones ambientales determinadas, en un
tiempo dado.

dN / dt = p . N
dN = nº de nacimientos
dt = tiempo
P = nº de nacimientos por individuo y unidad de tiempo (tasa de natalidad)
N = nº total de individuos de la población

Crecimiento de una población. La variación en el tamaño de una
población según la edad de los individuos que la forman, se representa
mediante curvas de supervivencia.

 La relación entre el número de nacimientos y muertes en una
población nos indica cómo varía dicha población.
 Si el número de nacimientos coincide con la natalidad potencial, y el
de muertes con la mortalidad potencial, entonces el crecimiento de
la población es máximo. Este crecimiento teórico es lo que
denominamos potencial biótico
N1
R = ------
 N

R = Potencial biótico
N1= Población final
N = Población inicial

DINÁMICA DE COMUNIDADES. Una comunidad es una agrupación de
poblaciones de diferentes especies que se presentan juntas en el espacio y en el
tiempo y que interaccionan entre si.

 Se puede caracterizar una comunidad estudiando su composición y
sus limites.
 COMPOSICIÓN. Consiste en hacer un recuento de las
especies que forman parte de dicha comunidad. Esto en la
práctica resulta muy difícil, por eso a la hora de estudiar una
comunidad, tan interesante como su riqueza es conocer su
diversidad. Para ello se emplean los índices de diversidad

DINÁMICA DE COMUNIDADES

 LÍMITES.
 No presentan límites claros y estrictos salvo en raras ocasiones. Incluso en
una zona de contacto aparentemente muy clara como la que separa un
ambiente terrestre y uno acuático. El límite no es estricto pues hay animales
que cruzan dicho límite ( las ranas, los insectos…) Aparecen de esta
manera una serie de zonas de transición que se denominan ecotonos.

DINÁMICA DE COMUNIDADES

 RELACIONES INTERESPECÍFICAS.
 Cuando el nicho propio de una especie no es ocupado por
especies competidoras se habla de nicho fundamental.
 En presencia de competidores, la especie puede verse limitada
al nicho efectivo determinado por las condiciones en las que
un organismo puede vivir en presencia de otros.
 Así se establece una competencia interespecífica en la que
puede haber partes del nicho fundamental de una especie en
las que no puede sobrevivir y reproducirse con éxito.

Cuando dos especies de Paramecium, P. aurelia y P. caudatum, crecen
independientemente una de otra el crecimiento de ambas poblaciones es el
reflejado en la figura. Sin embargo cuando crecen juntas, P. caudatum, acaba por
desaparecer y extinguirse, este efecto se conoce como principio de exclusión
competitiva.

RELACIONES INTERESPECÍFICAS

 Otros tipos de relaciones interespecíficas

 Comensalismo tanatocresis foresia

 Mutualismo simbiosis parasistismo

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