Este documento describe los modelos de crecimiento poblacional exponencial y logístico, así como los factores que regulan el tamaño de las poblaciones como el potencial biótico, la resistencia ambiental y la capacidad de carga. También analiza las curvas de crecimiento en J y S y los tipos de curvas de supervivencia.

1. II
IES Santa Clara.
1ºBACHILLER
Dpto Biología y Geología.
http://biologiageologiaiessantaclarabelenruiz.wordpress.com/bachillerato-internacional/sistemas-ambientales-y-
sociedades/
Sistemas Ambientales y Sociedades

3. AUTORREGULACIÓN DE LA
POBLACIÓN
Tiempo
Límite de carga (k)Nº
individuos
(N)
Crecimiento
exponencial
Crecimiento
logístico
Resistencia ambiental

6. http://www.ebooksampleoup.com/ecommerce/view.jsp?ID=000777721ed5b510cbbc5

8. Curva exponencial, curva en J
Muestran un crecimiento
explosivo, de tipo exponencial
inicialmente para súbitamente
entrar en colapso.
Este colapso se llama “muerte
regresiva”.
Es típica de microorganismos,
invertebrados, peces y pequeños
mamíferos.

9. La TASA DE CRECIMIENTO de una población es el incremento en el número de individuos en una
unidad dada de tiempo por cada individuo presente
En ausencia de inmigración neta (movimiento de otros
individuos de la especie hacia la población desde cualquier
otro sitio) o de emigración neta (la salida de individuos de la
población), el incremento es igual a la tasa de natalidad
menos la tasa de mortalidad. Así, la tasa de crecimiento
puede ser igual a cero, positiva o negativa (como lo es
actualmente para la población humana en algunos países).
Esta propiedad de una población es llamada su tasa de
crecimiento per cápita y se simboliza con la letra r.
( r= TN – TM)
El modelo más simple de crecimiento de una
población cuyo número de individuos se
incrementa a una tasa constante es conocido
como CRECIMIENTO EXPONENCIAL y se lo
describe con la siguiente ecuación diferencial:
dN / dt = r * N
En esta ecuación:
 r es la tasa de crecimiento per cápita (que en
ausencia de inmigración o emigración neta
es igual a la tasa de natalidad menos la tasa
de mortalidad).
 N es el número de individuos de la población
en cualquier momento dado (t), y dN/dt es
la tasa de crecimiento de la población (el
cambio en el número de individuos a lo largo
del tiempo).
Un aspecto clave del crecimiento exponencial es
que, aunque la tasa de crecimiento per cápita
permanezca constante, la tasa de crecimiento se
incrementa cuando el tamaño de la población se
incrementa.

10. Curva sigmoidea, logística, curva en S
Muestran un crecimiento en S, al
principio presenta crecimiento
exponencial. Sin embargo, a
partir de una población la tasa de
natalidad decrece hasta alcanzar
una población estable.
En la figura se observa el
crecimiento de levaduras
limitados por los nutrientes.

11. El crecimiento exponencial no puede continuar sin una caída en el tamaño de la
población. El MODELO LOGÍSTICO, que toma en cuenta la capacidad de carga, describe
uno de los patrones de crecimiento de población más simples observados en la
naturaleza. El crecimiento logístico es representado por la ecuación:
dN/dt = r * N * [(K - N) / K]
• K representa la capacidad de carga.
Para muchas poblaciones, el número de individuos no está determinado
por el potencial reproductivo, sino por el ambiente. Un ambiente dado
puede soportar sólo a un número limitado de individuos de una
población determinada en cualquier conjunto específico de
circunstancias. El tamaño de la población oscila alrededor de este
número, que se conoce como la capacidad de carga del ambiente. Es el
número promedio de individuos de la población que el ambiente
puede sostener bajo un determinado conjunto de condiciones. Para las
especies animales, la capacidad de carga puede estar determinada por
la disponibilidad de alimento o por el acceso a sitios de refugio. Para
las plantas, el factor determinante puede ser el acceso a la luz solar o
la disponibilidad de agua.
 El gráfico de la ecuación se asemeja, en principio, a la curva de
crecimiento exponencial, elevándose lentamente cuando N es aún
pequeño y luego disparándose rápidamente a medida que N se
incrementa. Sin embargo, a diferencia del crecimiento exponencial, el
crecimiento logístico se hace gradualmente más lento a medida que
la población se aproxima a la capacidad de carga y, finalmente, la
población se estabiliza en o cerca de la capacidad de carga. El gráfico
resultante es una curva en forma de S.

12. AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN
El estado estacionario es un equilibrio
dinámico que se manifiesta por fluctuaciones
en el nº de individuos en torno al límite de
carga
Cuando el potencial biótico ( r= TN – TM) es
máximo, el crecimiento es exponencial
Con el tiempo el crecimiento se ve limitado por la
resistencia ambiental que refuerza el bucle de
realimentación negativa de las defunciones, dando lugar
a curvas logísticas
Los factores que condicionan el tamaño de la población son el potencial biótico r = (TN-
TM),y la resistencia ambiental.

13. S y J son curvas teóricas, en la práctica, muchos factores limitantes actúan sobre la misma
población y el resultado del crecimiento de la misma es una curva combinada de la curva
en J y S.

14. CRECIMIENTO LOGÍSTICO y se representa con una
CURVA SIGMOIDE, o en forma de S.
 Como ocurre con el crecimiento exponencial, hay
una fase de establecimiento inicial en que el
crecimiento de la población es relativamente
lento (1).
 Fase de aceleración rápida (2).
 A medida que la población se aproxima a la
capacidad de carga del ambiente, la tasa de
crecimiento se hace más lenta (3 y 4).
 Finalmente se estabiliza (5), aunque puede haber
fluctuaciones alrededor de la capacidad de carga.

15. http://www.ebooksampleoup.com/ecommerce/vie
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16. Se refiere a la máxima capacidad que poseen los
individuos de una población para reproducirse en
condiciones óptimas. Este factor es inherente a la
especie y representa la capacidad máxima reproductiva
de las hembras contando con una óptima disponibilidad
de recursos.
r=TN-TM
POTENCIAL BIÓTICO
RESISTENCIA
AMBIENTAL
Se refiere al conjunto de factores que impiden a una
población alcanzar el potencial biótico. Estos factores
pueden ser tanto bióticos como abióticos y regulan la
capacidad reproductiva de una población de manera
limitante. Estos factores pueden representar tanto
recursos (como agua, refugio, alimento) como la
interacción con otras poblaciones ( nicho ecológico).
Número máximo de individuos que un medio
determinado puede soportar.
CAPACIDAD DE CARGA
(K)
FACTORES LIMITANTES
Factores que disminuye el crecimiento de una
población a medida que alcanza su capacidad de carga.

17. AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN
La RESISTENCIA AMBIENTAL viene marcada por un conjunto de factores
que impiden que una población alcance su máximo potencial biótico
Factores externos:
Bióticos:
depredadores, parásitos, enfermedades,
competidores
Abióticos: escasez, clima, catástrofes, hábitats, …
Factores internos:
El aumento de la densidad de
población afecta negativamente a los
hábitos de reproducción
Pueden ser

18. • Territorio sin explorar r TN
• Resistencia ambiental r TM
AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN
Potencial biótico r= TN-TM
Crecimiento
Explosivo. Curva en J
Crecimiento
Logístico . Curva en S
Conjunto factores que impiden que
una población alcance su máximo
potencial biótico
Factores externos
Factores internos
Bióticos: depredadores
parásitos., disponibilidad
de alimentos, enfermedades,
Interacciones territoriales .
Abióticos: cambio clima,
escasez alimentos,
catástrofes, gases, luz,
contaminantes.
Aumento densidad de
población => problemas
reproducción

19. Especie amenazada es aquella
cuyo nº de individuos se reduce drásticamente
hasta llegar a una cifra crítica que las pone en peligro de extinción
AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN
Un incremento drástico
de la RESISTENCIA AMBIENTAL
Amenaza para la supervivencia de una especie

20. AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN
La variación de un determinado factor abiótico regula el desarrollo de una
especie (su tasa de natalidad TN y su tasa de mortalidad TM). De estos
factores, siempre hay uno especialmente importante que son los factores
limitantes. Cada especie tiene sus factores limitantes (climáticos, del suelo,
de composición de las aguas….)

23. http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/4ESO/Dinamica/actividad7.htm

25. La población también tiene patrones
de mortalidad característicos con un
riesgo variable de muerte en
diferentes edades. Una propiedad
relacionada es la estructura etaria de
la población, o sea, las proporciones
de individuos de edades diferentes.
La estructura de edades es un factor
importante para predecir el
crecimiento futuro de una población.

26. Tipo I. Las curvas tipo I o convexas caracterizan
a las especies con baja tasa de mortalidad hasta
alcanzar una cierta edad en que aumenta
rápidamente. Tal es el caso de la mayor parte
de los grandes mamíferos, incluido el hombre,
con k estrategas.
Tipo II. Si la tasa de mortalidad varía poco con la edad, como ocurre en la mayoría de las aves, la curva
tiene la forma de una diagonal descendente, normalmente con forma sigmoidea si el número de
individuos que muere en cada tramo de edad es más o menos constante. Algunos invertebrados, tales
como la hidra, aves, plantas anuales, lagartos, y muchos roedores.
Tipo III. Las especies r-estrategas sufren una elevada mortalidad en las primeras etapas de vida,
larvaria o juvenil, teniendo luego una mayor probabilidad de supervivencia. La curva muestra un
pronunciado descenso inicial seguido de una fase más estable.
Ejemplos: Ostras, percebes.

27. ACTIVIDADES
a. Explica por qué la población
humana puede no necesariamente
puede mostras una curva de tipo I.
b. Explica cómo organismos con una
curva tipo III de supervivencia
compensa su a lata mortalidad
durante sus tempranas etapas de
vida.
c. Describe las características de una
especie con una curva de
supervivencia Tipo I que le permite
alcanzar una alta supervivencia en
las etapas juveniles.
d. Discute la siguiente sentencia: “ No
hay una curva de supervivencia
estándar para una especie
determinada; la curva representa la
naturaleza de una población en un
momento y lugar determinado y
bajo ciertas condiciones
ambientales.

28.  Con los datos de la tabla, realiza una curva de supervivencia.
 Describe la curva de supervivencia para los grandes mamíferos.
 Indica cómo los biólogos pueden usar las tablas de supervivencia, para gestionar
poblaciones en peligro de extinción.

29. Crecimiento de
una población
de bacterias

30.  Indica el momento cuando la mayoría de los individuos de la especie mueren:
 Identifica qué tipo de curva de superviviencia está representada

35. 0 1
20 2
40 4
60 8
80 16
100 32
 Completa la siguiente tabla, teniendo en
cuenta que el número de bacterias se
duplican en intervalos de 20 minutos .
 Realiza una gráfica con los valores
obtenidos. Asegúrate que eliges las escalas
adecuadas para cada eje. Identifica las fases
de crecimiento y márcalas sobre el gráfico.
 Indica cuántas bacterias existen después de:
 1 hora
 3 horas
 6 horas
 Describe la forma de la curva que has
trazado.
 Predice qué ocurrira con la forma de
crecimiento de la curva de esta población
suponiendo que no hay nuvas aportaciones
de nutrientes.

37. ¿ Qué puede pasar cuando una población sobrepasa su capacidad de carga ?

38. Dos ejemplos de fluctuaciones, a veces
extremas, en el tamaño y en la densidad
de una población.
a) Densidad de la población de pupas de
la polilla esfinge del pino (Dendrolimus
pini) registrada durante un período de 60
años en un bosque de coníferas de
Alemania. b) Variaciones durante un
período de 30 años en el tamaño de la
población reproductiva del carbonero
común (Parus major), un ave europea del
mismo género que los carboneros y
herrerillos de América del Norte,
observados en una localidad de Holanda.

39. Una población que se reproduce
asexualmente puede incrementar
su número mucho más
rápidamente que una población
que tiene reproducción sexual. La
reproducción asexual tiene otras
ventajas adicionales. Por ejemplo,
muchas plantas se reproducen por
medio de estolones y, al hacerlo,
son capaces de crecer hasta cubrir
un área muy grande. Todas las
plantas producidas representan
un solo genotipo. Una nueva
planta que se desarrolla de esta
manera tiene un aporte continuo
de recursos procedente de la
planta madre y, de este modo,
una probabilidad mucho mayor de
sobrevivir

40. PRINCIPIO DE LOS FACTORES LIMITANTES
Los ecólogos dividen frecuentemente a los factores que influyen en el crecimiento de una
población en FACTORES DEPENDIENTES E INDEPENDIENTES DE LA DENSIDAD. Los
factores que provocan cambios en la tasa de natalidad o en la tasa de mortalidad a
medida que cambia la densidad de población, se llaman densodependientes.
Muchos factores operan sobre las poblaciones de manera dependiente de la densidad. A
medida que la población aumenta, puede agotar sus reservas de alimento, lo que lleva a
un incremento de la competencia entre los miembros de la población. Esto finalmente
conduce a una tasa de mortalidad más alta o a una tasa de natalidad más baja. Los
predadores pueden ser atraídos hacia áreas en las cuales la densidad de las presas sea
elevada, capturando así una mayor proporción de la población. Del mismo modo, las
enfermedades pueden difundirse más fácilmente cuando la densidad de la población es
alta.
Las perturbaciones ambientales actúan frecuentemente como factores independientes
de la densidad. Los factores independientes de la densidad vienen dados por factores
abióticos no vivos, como las condiciones climáticas o desastres naturales que afectarán a
toda la población independientemente de su número.

42. En cuanto a los valores
del potencial biótico,
hay dos estrategias de reproducción
r estrategas
 Poseen un potencial
biótico muy elevado
(alta TN)
 Tienen muchas crías
que reciben pocos
cuidados
 Poca supervivencia.
k estrategas
 Poseen un
potencial biótico
bajo (menor TN)
 Tienen pocas crías
que reciben
muchos cuidados.
 Elevada
supervivencia.
AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN

43. AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN
r estrategas Especies que presentan elevada
fertilidad, su tasa de natalidad es muy
elevada (gran potencial biótico) aunque
su supervivencia sea baja.
 Son propias de ambientes cambiantes o
inestables, sometidas a elevados índices
de mortalidad, que compensan con
crecimientos explosivos en períodos
favorables.
 Son especies oportunistas, pioneras o
colonizadoras que basan su éxito en
producir un gran número de esporas,
huevos, larvas o juveniles aunque su
mortalidad sea muy elevada.
 Para sobrevivir, deben continuamente
invadir nuevas áreas para compensar ser
remplazados por competencia de
especies
Nºindividuos Tiempo
Supervivencia
Fecundidad

44. AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN
k estrategas
 Especies que sitúan el número de
individuos por debajo de la capacidad
de carga K.
 Priman la supervivencia por encima
de la fertilidad.
 Son especies propias de ambientes
estables, muy adaptadas a ellos, en
general grandes y longevas.
 Son especies muy territoriales, con
marcada organización social. Nºindividuos
Tiempo
Supervivencia
Fecundidad
 Son muy EFICIENTES (Buenos resultados con poco gasto energético)
• Presentan mecanismos de regulación social: no todos los individuos se reproducen,
son muy sensibles a cambios ambientales, etc.

45. Las ESTRATEGIAS REPRODUCTIVAS ALTERNATIVAS han recibido diversos nombres,
Robert MacArthur y E.O. Wilson propusieron que las estrategias pueden ser clasificadas
como selección r o selección K. Sin embargo, esta propuesta ha sido considerada como
una simplificación excesiva.
Muchas especies tienen claramente características de selección r así como de selección
K. Por ejemplo, algunas especies de estrellas de mar que aparecen en la zona
intermareas tienen vidas largas (una característica de selección K) y producen
numerosos huevos (una característica de selección r). Otras especies exhiben
estrategias de selección r en algunos momentos de su ciclo vital y estrategias de
selección K en otros momentos.
El fenotipo de los organismos varía en cierta medida frente a cambios en el ambiente.
Esta capacidad de respuesta, que es también susceptible a la selección natural, se
denomina PLASTICIDAD FENOTÍPICA.

46. las influencias que afectan el tamaño y la densidad de una población hay factores
limitantes específicos, que difieren en poblaciones diferentes. De importancia crítica es la
gama de tolerancia que muestran los organismos hacia factores tales como la luz, la
temperatura, el agua disponible, la salinidad, el espacio para la nidificación y la escasez (o
exceso) de los nutrientes necesarios. Si cualquier requerimiento esencial es escaso, o
cualquier característica del ambiente es demasiado extrema, no es posible que la
población crezca, aunque todas las otras necesidades estén satisfechas

47.  Explica el significado de las especies r y k estrategas.
 Dando un ejemplo para explicar por qué las especies r estrategas tienden a ser
oportunistas.
 Explica por qué a las especies k estrategas también se les llama especies competidoras.
 Sugiere por qué muchas especies k estrategas son frecuentemente más vulnerables a la
extinción.

48. SUCESIÓN ECOLÓGICA
• Cambios producidos en los ecosistemas a lo
largo del tiempo.
arena Bacterias, hongos,
Musgos, líquenes
Suelo formado
Hierbas anuales
Suelo formado
Hierbas anuales
Hierbas
perennes
ArbustosÁrboles

49.  Proceso dinámico
 Interacciones entre factores bióticos y abióticos
 Se produce a lo largo del tiempo
 Da lugar a formación de ecosistemas complejos y estables
SUCESIÓN ECOLÓGICA

50. Sucesión ecológica
Tipos:
• Sucesiones primarias: parten de un terreno
virgen:
– Rocas.
– Dunas.
– Islas volcánicas.
• Sucesiones secundarias: cuando se
conserva parcialmente o totalmente el suelo.
– Erupción volcánica.
– Incendio.
– Catástrofes provocadas por el hombre.

52. Etapas en una sucesión secundaria hasta alcanzar una comunidad climácica

55. Sucesión ecológica
• REGRESIÓN: proceso inverso a la
sucesión:
Causas naturales (erupción volcánica o un cambio
climático)
Causas provocadas por el hombre

56. Sucesión ecológica
• Cambios observados en los ecosistemas:
– La biodiversidad : comunidad clímax (máximo número de
especies).
– La estabilidad : relaciones entre especies muy fuertes.
– Se pasa de especies “r estrategas” (oportunistas) a “k estrategas”
(especialistas).
– Nº nichos : las especies “r” son expulsadas por las “k”=>
aparece una especie para cada nicho.
– La productividad : en una comunidad clímax (máximo número de
especies) estado de máxima biomasa y mínima tasa de
renovación.
– Desarrollo del suelo maduro (con todos los horizontes y cada vez
más fértil).
Selva tropical:
– comunidad clímax
– Ecosistema cerrado : la materia se recicla con rapidez (por los
descomponedores y se almacena en forma de biomasa)

57. Evolución de
parámetros tróficos
La productividad disminuye
Máxima biomasa. Reglas generales
de las sucesiones
La diversidad aumenta
Comunidad clímax
con un gran nº de
especies
La estabilidad aumenta
Relaciones múltiples y fuertes
en la biocenosis.
Se crean Suelos maduros
Cambio de unas especies por otras
De especies pioneras oportunistas
colonizadoras (r estrategas)
A especies más exigentes y
especialistas (k estrategas)
El nº de nichos aumenta
Especies r sustituidas por las k
Al final una especie por cada nicho y mayor nº de nichos

59. Evolución de parámetros tróficos

60. Sucesión ecológica
• Productividad Neta del Ecosistema (PNE).
PNE = PPB - (Ra + Rh).
• Si la PNE >0 (sobran intereses)=> ecosistema etapa
juvenil => sobra producción => se admiten nuevas
especies.
Etapas juveniles => diversidad de especies => la
diversidad de relaciones, hábitats, nichos, así como
la estabilidad del ecosistema.
la dinámica general es el aumento de la biodiversidad.
Como la tasa fotosintética es mayor que la de respiración, la
cantidad de dióxido de carbono absorbido es mayor que la
emitida; estos ecosistemas funcionan como sumideros de
dióxido de carbono.

61. Sucesión ecológica
 Si la PNE = 0 (no sobran intereses)=> ecosistema en fase de
madurez o clímax.
 No sobra producción => se detiene el crecimiento de biomasa de
las poblaciones (alcanzan su capacidad de carga) y el incremento
de diversidad. Alcanza su capacidad de carga global y la máxima
biodiversidad y estabilidad.
 A pesar de alcanzar su máxima capacidad => la dinámica del
ecosistema no se detiene => las poblaciones pueden
experimentar fluctuaciones => nuevas especies pueden entrar en
el ecosistema => ocurre la extinción de alguna anterior.
 El equilibrio dinámico => la totalidad de la producción es
consumida, no hay ahorro, y los intereses se gastan en su
totalidad. De esta forma el ecosistema se autorregula.
La fotosíntesis se iguala a la respiración y el dióxido de carbono fijado
viene a ser igual al expulsado, por lo que estos ecosistemas no actúan
como sumideros de la contaminación por este gas.

62. Sucesión ecológica
 Si la PNE < 0 (no solamente se consumen los intereses, sino
también el capital) => ecosistema en regresión.
El ecosistema se perturba fuertemente( intervención humana)
=> consumo => PPB => biomasa => desaparecen especies
(pérdida de biodiversidad) => relaciones, hábitats y nichos =>
ecosistema disminuye su capacidad de carga global y se vuelve
cada vez más frágil => erial.
Un ejemplo de degradación lo constituye el excesivo pastoreo
como está ocurriendo actualmente en los países africanos del
Sahel, donde el bosque y la sabana están transformándose en
ecosistemas áridos o desérticos. Así mismo, algunos parques
nacionales africanos, desregulados por la acción humana, han
sido arrasados por poblaciones de elefantes que han
sobrepasado la capacidad de carga de dichos parques.
En esta etapa de degradación la respiración supera a la fotosíntesis y se
emite más dióxido del que se absorbe.

63. Proceso ordenado de cambio en una comunidad a lo largo del tiempo .
frecuentemente causan cambios en el medio físico , lo cual permite que otras
comunidades se establezcan y sustituya a la anterior mediante mecanismos de
competencia . A menudo las comunidades posteriores son mas complejas que las
precedentes

64. ALGUNAS REGRESIONES PROVOCADAS POR LA HUMANIDAD
Explotación de los
ecosistemas por el ser
humano.
Sobrestima su
capacidad de
autorregulación
ProblemasProblemas
Deforestación Incendios forestales
Introducción de
nuevas especies

65. ALGUNAS REGRESIONES PROVOCADAS POR LA HUMANIDAD
Deforestación
 Tras abandonar un cultivo, la
recuperación es más fácil si había
vegetación autóctona en los
lindes (como en la agricultura
tradicional).
 Es más fácil la recuperación (tras
una tala masiva) de un bosque
templado que de una selva
tropical, pues en el caso de la
selva casi no hay materia
orgánica en el suelo pues la
descomposición es muy rápida.
Tras la tala se forman lateritas
(costras rojas).
 En el caso de un bosque
templado hay más materia
orgánica en el suelo, pues se
descompone más lentamente, con
lo que el suelo sigue fértil y es
más fácil recuperar el bosque.

66. ALGUNAS REGRESIONES PROVOCADAS POR LA HUMANIDAD
Incendios forestales
 Son beneficiosos si son naturales,
pues rejuvenecen el bosque,
controlan el crecimiento de la
vegetación e impiden otros
incendios mayores.
 Muchos incendios repetidos
destruyen el humus (capa
superior del suelo, rica en
materia orgánica), con lo que se
puede perder el suelo por
erosión.
 Hay especies pirófilas, que se
ven favorecidas por los incendios,
pues son las primeras en
colonizar las cenizas (pinos,
jaras).
 La longitud de la sucesión
secundaria depende de:
 la magnitud del incendio
 el estado del suelo
 la existencia de semillas
resistentes en el suelo.

67. ALGUNAS REGRESIONES PROVOCADAS POR LA HUMANIDAD
Introducción de
nuevas especies
Desplazan a las autóctonas y
alteran el ecosistema.
 Caulerpa taxifolia. Alga
invasora en el
Mediterráneo procedente
de un acuario de Mónaco.
 Desplaza a todas las
plantas y algas
autóctonas, y no sirve de
cobijo ni alimento a
ninguna otra especie,
pues es tóxica.

68. ALGUNAS REGRESIONES PROVOCADAS POR LA HUMANIDAD
Introducción de nuevas especies
Las autoridades australianas ya no saben qué hacer
con ellos para evitar la competencia que le hacen a
los marsupiales como los bandicuts y ualabíes,
algunas de cuyas especies ya están cercanas a la
extinción.
Los conejos son una plaga especialmente dañina en Australia,
donde son cientos de miles, y siguen aumentando al no tener
depredadores naturales. Todos descienden de unas pocas parejas
liberadas a finales del siglo XIX en el sureste de la isla.

69. ALGUNAS REGRESIONES PROVOCADAS POR LA HUMANIDAD
 La introducción del zorro rojo se convirtió en un nuevo problema
porque este animal se ha inclinado por cazar los marsupiales,
más lentos, en lugar de los conejos.
 El desarrollo artificial de la mixomatosis se ha convertido en una
catástrofe para las poblaciones de conejos de otros lugares donde
no son una plaga, especialmente en Europa, lo que ha afectado a
la cadena trófica.
 En Australia se ha llegado a sugerir la importación del diablo de
Tasmania, hoy extinto fuera de su isla, para combatirlos. De
momento continúan las batidas.
Introducción de nuevas especies

70. ALGUNAS REGRESIONES PROVOCADAS POR LA HUMANIDAD
 El cercado tiene 1,80m de altura y se
introduce otros 30 cm en el terreno.
Fue construida en 1880 con el
objetivo de controlar las poblaciones
de conejos pero, resultó inútil.
 En 1914, fue adaptada para ser "a
prueba de dingos" (una especie de
perros salvajes). Su objetivo es
proteger los rebaños de ovejas del
sur de Queensland.
The Dog Fence.

71. ALGUNAS REGRESIONES PROVOCADAS POR LA HUMANIDAD
 Ganado doméstico en
Australia. No había
descomponedores para sus
heces, que estropeaban los
prados. Introdujeron
escarabajos coprófagos.
 Eucaliptos introducidos en
otras partes del planeta. No hay
bacterias que degraden sus
hojas, que se acumulan sin
descomponerse e impiden el
crecimiento de otras plantas.

72. ALGUNAS REGRESIONES PROVOCADAS POR LA HUMANIDAD
Cangrejo americano (Procambarus clarkii)
El cangrejo americano ha puesto en grave riesgo al cangrejo autóctono, pero además
afecta a otras especies, como anfibios y peces, así como daños en los cultivos. Se
introdujo en Europa en los años treinta del siglo XX para consumo humano. A España,
llegó en 1974 con el mismo fin. Escapó y su expansión ha sido imparable.

73. ALGUNAS REGRESIONES PROVOCADAS POR LA HUMANIDAD
Mejillón cebra (Dreissena polymorpha)
Recibe este nombre por sus rayas oscuras y blancas. Es natural de los mares Negro y
Caspio. Se detectó por primera vez en 2001, en Cataluña, en el bajo Ebro, pero ya se
ha extendido de forma rápida a otras comunidades. Provoca la disminución de la
diversidad biológica en los ecosistemas que invade y daña todo tipo de
construcciones hidráulicas. En Estados Unidos, ha causado, en diez años, pérdidas
por valor de 1.600 millones de euros.

75. LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Camino que sigue la materia que escapa de la
biosfera hacia otros subsistemas terrestres (A, H, L)
antes de retornar a la B.
El tiempo de permanencia de los elementos en los
distintos subsistemas es muy variable.
Se llama reserva o almacén al lugar donde la
permanencia es máxima.
Los ciclos tienden a ser cerrados.
Las actividades humanas ocasionan apertura y aceleración de los
ciclos contraviniendo el principio de sostenibilidad de reciclar al
máximo la materia.
Esto origina que se escapen nutrientes y se produzcan desechos

76. CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Los ciclos biogeoquímicos son las rutas que siguen los elementos químicos en la
Biosfera cuando pasan de formar materia inorgánica ( agua dióxido de carbono y
sales minerales ) a constituir la materia orgánica de las plantas , después vuelven
de los animales y posteriormente vuelven a formar materia inorgánica
Composición
porcentual de
los principales
elementos
químicos en los
seres vivos
Los seres vivos utilizan un puñado de elementos químicos para formar su cuerpo y
vivir pero ¿ cómo los consiguen ?

77. EL CICLO DEL CARBONO I
 El principal depósito es la atmósfera
 El ciclo biológico del C  es la propia Biosfera quien controla los intercambios de este
elemento con la atmósfera …
 Se fija por la fotosíntesis y el intercambio por difusión directa con la hidrosfera
 Se devuelve a la atmósfera por la respiración de seres vivos
 El ciclo biológico moviliza cada año el 5 % del CO2 atmosférico  en 20 años se
renueva totalmente.
 Sumideros fósiles:
 Almacén de Carbono
 La materia orgánica sepultada y en ausencia de oxígeno  fermentaciones
bacterianas que la transforman en carbones y petróleos
 Esto supone una rebaja importante de los niveles de dióxido de C en la atmósfera
 El retorno del CO2 almacenado durante millones de años por erupciones volcánicas, a
la atmósfera.

78. El ciclo del Carbono (el reciclaje del carbono en la Biosfera )

80. A) CICLO BIOLÓGICO:
B) CICLO BIOGEOQUÍMICO: CONTROLA LA
TRANSFERENCIA ENTRE LA BIOSFERA Y
DEMÁS SUBSISTEMAS.
CICLO DEL CARBONO II
FOTOSÍNTESIS RETIENE CO2
RESPIRACIÓN Y
DESCOMPOSICIÓN LIBERACIÓN CO2

81.  CICLO BIOGEOQUÍMICO:
a. CO2 DE LA ATMÓSFERA A LA LITOSFERA
b. CO2 DE LA LITOSFERA A LA ATMÓSFERA.
c. SUMIDEROS
– FÓSILES
– FORMACIÓN ROCAS CALIZAS.
CICLO DEL CARBONO III
atmósfera => hidrosfera =>litosfera

82. a. CO2 DE LA ATMÓSFERA A LA LITOSFERA
atmósfera => hidrosfera =>litosfera
• Rocas carbonatadas:
H2O + CO2 => H2CO3 (ácido carbónico)
H2CO3 + CaCO3 (carbonato de calcio) => Ca(HCO3)2
(hidrogenocarbonato de calcio).
Ca(HCO3)2 => CaCO3 + H2O + CO2
CICLO DEL CARBONO IV
ESQUELETO CÁLCICOS DE LOS
ANIMALES MARINOS
ACABARÁ EN LOS SEDIMENTOS TRAS
SU MUERTE: CALIZAS: SUMIDERO
ATMÓSFERA
No presenta
perdida neta de
CO2 atmosférico

83. CICLO DEL CARBONO V
• Rocas silicatadas:
2H2O + 2CO2 =>2 H2CO3 (ácido carbónico)
2H2CO3 + CaSiO3 (silicato de calcio) => Ca(HCO3)2
(hidrogenocarbonato de calcio) + SiO2.
Ca(HCO3)2 => CaCO3 + H2O + CO2
ESQUELETO CÁLCICOS DE LOS
ANIMALES MARINOS
ACABARA EN LOS SEDIMENTOS TRAS
SU MUERTE SEDIMENTOS TRAS
SU MUERTE: CALIZAS: SUMIDERO
ATMÓSFERA
Se han requerido
2 moléculas
de CO2 atmosférico
y se ha devuelto
sólo 1.
Actúa como
SUMIDERO

84. b. CO2 DE LA LITOSFERA A LA ATMÓSFERA.
Enterramiento rocas => libera CO2(erupciones
volcánicas).
c. Sumideros.
CICLO DEL CARBONO VI
CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2
Materia orgánica => carbón y petróleo
Esqueleto de CaCO3 CALIZAS
Ingentes cantidades de C fueron retiradas de la atmósfera mediante
este último proceso, lo que explica que descendiese el CO2 atmosférico

85. EL CICLO DEL CARBONO VI
ROCAS CARBONATADAS
CO2 + H2O + CaCO3 Ca2+
+ 2HCO3
- 1
ROCAS SILICATADAS
2CO2 + H2O CaSiO3+ 2HCO3
-Ca2+
+ + SiO2
2
En el mar, los animales marinos transforman el bicarbonato y los iones de Calcio
en carbonato que incorporan en sus tejidos endurecidos
2HCO3
-
+ Ca2+ CaCO3 + CO2 + H2O 3
Balances
1 + 3 El carbonato formará parte de los sedimentos
No hay pérdidas netas del dióxido atmosférico
2 + 3 Sólo devuelven a la atmósfera 1 CO2  sumideros

86. • INTERVENCIÓN HUMANA:
– BIODIVERSIDAD.
– DESAJUSTA EL EFECTO INVERNADERO:
LIBERA CO2 COMO RESULTADO DE LA
COMBUSTIÓN DEL CARBÓN, PETRÓLEO
Y GAS NATURAL.
CICLO DEL CARBONO VII

87. EL CICLO DEL CARBONO VIII
CO2 atmosférico
Fotosíntesis
Productores
Difusión directa:
paso a la hidrosfera
Consumidores
Restos orgánicos
DescomponedoresCombustibles
fósiles Enterramiento
geológico
Extracción
Combustión CO2 disuelto
Ecosistemas acuáticos
Rocas calizas
carbonatadas
y silicatos cálcicos
Ciclo de la rocas
Erupciones volcánicas

88. CICLO DEL CARBONO VIII
CO2 ATMÓSFERA
BIOSFERA
FOTOSÍNTESIS
RESPIRACIÓN
RESTOS DE
MATERIA ÓRGANICA
DESCOMPOSICIÓN
SUMIDERO
COMBUSTIBLES FÓSILES
ANAERÓBICAS
LITOSFERA
CaCO3 + SiO2 => CaSiO3 + CO2
ERUPCIONES VOLCÁNICAS
X el proceso de
Se acumula en la
desprenden
HIDROSFERA
Enterramiento rocas
combustión
ESQUELETO CÁLCICO
ORGANISMO MARINOS
SUMIDERO: CALIZA

89. CICLO DEL CARBONO IX
INDICADOR CO2 CO CH4 N2O CFC
Tiempo de vida en
la atmósfera
20
(años)
1-2
meses
10(años)
150
(años)
130
(años)
Fuente: Grupo intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC): Tercer Informe de Evaluación 2001.

90. • El nitrógeno se encuentra:
– Atmósfera:
• N2 (78%);
• NH3 : erupciones volcánicas. Putrefacción de la materia
orgánica.
• Óxidos de Nitrógeno: NO, N2O, NO2 : tormentas eléctricas (a
partir de N2); erupciones volcánicas.
– Litosfera: Nitratos, Nitritos.
– Hidrosfera: ácido nítrico.
– Biosfera: materia orgánica.
CICLO DEL NITRÓGENO I

91. CICLO DEL NITRÓGENO II
a) Atmósfera:
b) Atmósfera-Biosfera:
N2 (inerte) descargas eléctricas (tormentas) NOX (ÓXIDOS DE NITRÓGENO)
y/o O2
NOX (ÓXIDOS DE NITRÓGENO) + H2O (VAPOR DE AGUA) ÁCIDO NÍTRICO
N2 ATMOSFÉRICO NITRATOS NO-
3
FIJACIÓN BIOLÓGICA
PLANTAS
•BACTERIAS VIDA LIBRE: AZOTOBACTER (SUELO). CIANOBACTERIAS (Nostoc) (FITOPLANCTÓN)
•BACTERIAS SIMBIÓTICAS CON LAS RAÍCES LEGUMINOSAS: RHIZOBIUM.
•HONGOS: FRANKIA, FORMA NÓDULOS RADICULARES CON EL ALISO, ÁRBOL DEL PARAISO,

92. b) Atmósfera-Litosfera- Biosfera:
c) Biosfera – Litosfera-Biosfera:
NH3 NO-
2 (NITRITOS) NO-
3 (NITRATOS)
NITROSOMAS NITROBACTER
PLANTAS
b) NITRIFICACIÓN: OXIDACIÓN. DESCOMPONEDORES
ÁCIDO NÍTRICO NO-
3 (NITRATOS) PLANTAS
a) FORMACIÓN DE NITRATOS A PARTIR DE ÁCIDO NÍTRICO
CICLO DEL NITRÓGENO III
nitrosación nitración
N2 (ATMÓSFERA)
PSEUDOMONAS
Condiciones anaeróbicas
c) DESNITRIFICACIÓN:
perdida

93. N2 (78%)
ATMOSFERA
NITROSOMAS
NITRATOS
NO3
-RESTOS ORGÁNICOS
DESCOMPONEDORES
BACTERIAS DESNITRIFICANTES
CICLO DEL NITRÓGENO IV
NH3, NO, nitritos
DESCOMPONEDORES
NOx (NO,NO2, N2O)Fijación atmosférica
(tormentas eléctricas)
NOX + H2O Ácido nítrico
volcanes
Fijación biológica
(Bacterias =azotobacter,
cianobacterias, rhizobium;
Hongos = Frankia)
NH3
NO2
- NITROBACTER
ABONO

94. N2 atmosférico Fijación
Industrial
NITRATOS
atmosféricaBiológica
ProductoresConsumidores
Descomponedores
Disolución y
transporte
Medio
acuático
Procesos de putrefacción de
la materia orgánica muerta
NH3
Bacterias desnitrificantes
Erupciones
volcánicas

95. • INTERVENCIÓN HUMANA:
– COMBUSTIÓN ALTAS TEMPERATURAS: CÁMARAS COMBUSTIÓN
MOTORES: AIRE CON O2 + N2 => NO2 (VA A LA ATMÓSFERA) +
VAPOR AGUA => ÁCIDO NÍTRICO (LLUVIA ÁCIDA) => SUELO =>
NITRATOS SUELO.
– FIJACIÓN INDUSTRIAL: N2 ATMOSFÉRICA => NH3 + NITRATOS .
– ABONADO EXCESIVO: LIBERACIÓN EXCESIVA DE N2O =>
EFECTO INVERNADERO.
EXCESIVA FERTILIZACIÓN SUELO: FERTILIDAD (ESCASEAN
OTROS NUTRIENTES ESENCIALES)
LOS NITRATOS VAN A LAS AGUAS => EUTROFIZACIÓN.
NITRATOS => TUBO DIGESTIVO NITRITOS =>GASTROENTERITIS,
DIARREAS, COLOR AZULADO EN LOS BEBES.
CICLO DEL NITRÓGENO V

96. EL CICLO DEL NITRÓGENO
Procesos
de combustión
a altas
temperaturas
motores
Reacción de N2 y O2
NO2
+ vapor
de agua
Ácido nítricoLluvia ácidaNitratos
Suelo
Fijación industrial
y
abonado excesivo
Liberación de
N2O a la
atmósfera
Potente gas
de efecto
invernadero
Fertilización excesiva
Aumenta el crecimiento vegetal
Escasez de otros nutrientes:
calcio, magnesio, etc
Eutrofización
del medio
acuático

97. N2
FIJACIÓN
BIOLÓGICA ATMOSFÉRICA INDUSTRIAL
ABONO
SIMBIOSIS MICROORGANISMOS
NITRATOS
RESTOS ORGÁNICOS
DESCOMPONEDORES
DISOLUCIÓN
Y TRANSPORTE
BACTERIAS DESNITRIFICANTES
CICLO DEL NITRÓGENO

98. El ciclo del Nitrógeno ( el reciclaje del nitrógeno en la Biosfera )

99. ABONADO EXCESIVO
LOS NITRATOS
• Paco y Sara son un matrimonio que viven en un pueblo de la costa mediterránea cuyas aguas presentan
un índice de nitratos elevado. Tienen una niña que no se encuentra bien y además presenta un aspecto
ligeramente amoratado.
• El médico, tras reconocer al bebe, le hace unos análisis de sangre y comprueba lo que esperaba.
• Sara: ¿Es grave doctor?
• Doctor: No, después de inyectarle un mg de azul de metileno, desaparecerá el problema.
• Paco: Pero... ¿Qué es lo que le ocurre a la niña?.
• Doctor : ¿Le han dado a la niña agua del grifo?.
• Sara: Le preparo el biberón con agua del grifo, pero antes la hiervo unos minutos.
• Doctor: la niña presenta deficiencia de oxígeno en los músculos, por eso tiene ese aspecto levemente
amoratado. Esto posiblemente sea por ingerir agua del grifo que posee un elevado contenido en nitratos,
lo que provoca una disfunción en la hemoglobina, que es la encargada de llevar el oxígeno a las células; y
los nitratos no desaparecen hirviendo el agua.
• Paco: ¿Cómo es que el agua de esta zona tiene tantos nitratos?.
• Doctor: Porque los agricultores abonan sus cultivos con estos compuestos, que son esenciales para las
plantas. Lo que ocurre es que las plantas no absorben todos los nitratos de golpe, siendo arrastrado el
sobrante por el agua de riego o de lluvia hacia el subsuelo, donde se acumula en las aguas subterráneas.
• Paco: Y claro ésta, el agua que se abastece esta ciudad, se extrae mediante pozos del subsuelo, por eso
presenta nitratos.
• Doctor: Usted lo ha dicho. Así que a partir de ahora, no tomen agua del grifo, ni para beber, ni para
cocinar.
• Sara: ¿Y por qué a nosotros no nos ha pasado nada?.
• Doctor: Porque esta enfermedad son susceptibles de padecerla los lactantes, siendo más rara en los
adultos.

100. 1. Metahemoglobulinemia: los
nitritos pasan a la sangre,
impidiendo a los glóbulos rojos
captar el oxígeno.
LIBERAN EN EL AGUA NITRATOS Y FOSFATOS QUE
LLEGAN A LOS SERES VIVOS PRODUCIENDO
2. Déficit de vitamina A
3. Perturbaciones del
tiroides.
4. Problemas reproductivos
e incluso abortos.
5. Los nitritos en el interior
del cuerpo humano se
convierten en nitrosamina
que es un agente
cancerígeno.

101. Disminución de la
biodiversidad
6. Eutrofización: las algas crecen en
exceso => no dejan pasar la luz =>
no hay fotosíntesis => no hay O2
=> muerte de los seres vivos del
fondo de los lagos.

102. DINÁMICA DE LA HIDROSFERA
El ciclo del agua

104. Ciclo del agua
Sistema cerrado en el que el agua sigue
trayectorias y varia su localización y estado físico
Evaporación
Paso del agua de la hidrosfera a la atmósfera
Condensación
Formación de las nubes
Precipitación
Vuelta a la tierra en forma líquida o sólida
Escorrentía superficial
Desplazamiento del agua hacia cotas bajas, libre o encauzada en ríos
Agua retenida en el suelo
La cantidad depende de las características del suelo, del clima y de los seres vivos
Y de la infiltración
Escorrentía subterránea
Agua que atraviesa las capas permeables del suelo y se incorpora a las aguas freáticas
Evapotranspiración
Incorporación a la atmósfera por evaporación y por la transpiración de los seres vivos

105. HIELO
ATMÓSFERA
Tiempo de renovación: 12 días
OCÉANOS (97%)
Tiempo de renovación: 4000 años
Precipitación
385.000 km3
Evaporación
425.000 km3Precipitación
111.000 km3
Evaporación
71. 000 km3
CONTINENTES (3%)
Tiempo renovación: 1 mes
LAGOS Y RÍOS
40.000 km3
El ciclo del agua

107. http://hidrologiaunefa.spaces.live.com/blog/cns!3363A4AC8B135973!127.entry

108. Colecta, purifica y distribuye
el agua de la hidrosfera.
Gracias al calor solar, parte
del agua puede eludir este
estado entrópico y
transformarse en una agua
más pura y de mayor
energía potencial.
Reciclado debido a:
Evaporación
Condensación
Transpiración
Precipitación
Escorrentía
El ciclo del agua
FUNCIÓN PERSPECTIVA SISTÉMICA
Utiliza la cuarta parte de la energía que
llega del sol.
Aguas océanos tienen mayor entropía que las continentales
=> pierden energía mecánica y porque constituyen un
medio más homogéneo (donde se dispersan todo tipo de
sustancias).

109. Se evapora más agua de la que
precipita =>
aproximadamente 40.000 km3
más
Tasa renovación muy BAJA
Tasa de Renovación
OCÉANOS ATMÓSFERACONTINENTES
Tasa renovación ALTA
Precipita más agua de la que
se evapora =>
aproximadamente 40.000
km3 más
La pérdida de agua por los océanos es compensada con la que
llega de los continentes por escorrentía, diferencia que supone
unos 40.000 km3 anuales, que es el agua que va a circular por la
tierra
(ríos, lagos, humedales, acuíferos)
moviéndose según sus tiempos medios de
renovación (días hasta miles de años) =>
vuelve al océano.
Tasa renovación 12 DÍAS
Llega a los continentes
El hombre => mediante embalses,
canalizaciones, trasvases, etc., impide que el
agua que circula por los continentes llegue al
mar.

110. Bibliografía
 ENVIRONMENTAL SYSTEMS AND SOCIETIES. RUTHERFORD, Jill. WILLIAMS, Gillian. Editorial Oxford.
 BIOLOGÍA, Andrew Allott, David Mindorff, and Jose Azcue Quantity
 CIENCIAS DE LA TIERRA Y MEDIOAMBIENTALES. 2ºBachillerato. CALVO, Diodora, MOLINA, Mª Teresa,
SALVACHÚA, Joaquin. Editorial McGraw-Hill Interamericana.
 Ciencias de la Tierra y mediambientales 2º bachillerato. MELÉNDEZ, Ignacio, ANGUITA, Francisco. CABALLER,
María Jesús. Editorial Santillana.
 CIENCIAS DE LA TIERRA Y DEL MEDIO AMBIENTE. 2º Bachillerato. LUFFIEGO GARCÍA, Máximo, ALONSO DEL
VAL, Francisco Javier, HERRERO MARTÍNEZ, Fernando, MILICUA ARIZAGA, Milagros, MORENO RODRÍGUEZ,
Marisa, PERAL LOZANO, Carlota, PÉREZ PINTO, Trinidad.
 FLORA Y FAUNA. ORTEGA Francisco; PLANELLÓ Rosario. 2008. Editorial UNED.
 ECOLOGY. GREENWOOD, Trancey. SHEPHERD, Lyn. ALLAN, Richard. BUTLER, Daniel. Editorial BIOZONE
International Ldt.
 I.E.S. Cardenal Cisneros de Alcalá de Henares, Madrid. HERNÁNDEZ, ALBERTO.
 http://poblacionesbrad.blogspot.com.es
 http://platea.pntic.mec.es/~cmarti3/CTMA/BIOSFERA/superviv.htm