Este documento define conceptos clave de la ecología como biósfera, ecosistema, población y hábitat. Explica las relaciones tróficas entre los diferentes niveles como productores, consumidores y descomponedores, así como los flujos de materia y energía a través de las cadenas y redes tróficas. Finalmente, aborda factores como la limitación de la producción primaria por la luz, temperatura, humedad y nutrientes, y los ciclos biogeoquímicos del carbono y otros elementos.

1. CIRCULACION DE
MATERIA Y
ENERGÍA EN LA
BIOSFERA

2. DEFINICIÓN DE ECOLOGÍA
 Compuesto por las palabras griegas oikos
(casa, vivienda, hogar) y logos (estudio o
tratado), es por tanto la Ciencia que
estudia las relaciones entre los seres vivos
y de éstos con el medio físico-químico
que les rodea. Es la ciencia que estudia
los ecosistemas.

3. DEFINICIONES DE ECOLOGÍA
 BIOSFERA
• Conjunto de seres vivos de la Tierra o biocenosis
del ecosistema planetario

4.  ECOSISTEMA
• Es un sistema natural integrado por seres
vivos y no vivos interactuantes.
COMUNIDAD O
BIOCENOSIS
Conjunto de seres
vivos y sus
relaciones
BIOTOPO
Componentes
abióticos

5. DEFINICIONES
 POBLACIÓN. Conjunto de seres vivos de la
misma especie que viven juntos en un
lugar y en un tiempo determinados.
 HÁBITAT. Área con las condiciones
ambientales adecuadas para el
desarrollo de una especie, es decir es el
conjunto de biotopos donde puede vivir
una especie.

6.  ECOSFERA
• El conjunto de todos los ecosistemas de la
Tierra o el gran ecosistema planetario
 BIOMAS
 Los diferentes ecosistemas que hay en la
Tierra

7. RELACIONES TRÓFICAS
 Mecanismo de transferencia energética
de unos organismos a otros en forma de
materia
• Cadenas tróficas: unen mediante flechas
los diferentes eslabones o niveles tróficos

8. Nivel trófico ProductoresNivel trófico Productores
Organismos autótrofos capaces de
sintetizar materia orgánica
FOTOSINTÉTICOS
 Transforman la
energía lumínica
en química por la
fotosíntesis
 Bacterias y
cianobacterias
 Algas (Fitoplancton)
 Plantas superiores
QUIMIOSINTÉTICOS
 Oxidan la materia
inorgánica para la
obtención de
energía
 Bacterias oxidadoras
como las del azufre

9. Nivel trófico ConsumidoresNivel trófico Consumidores
Utilizan la materia orgánica para cumplir sus
funciones a partir de procesos respiratorios

10. REDES TRÓFICASREDES TRÓFICAS
 Cadenas tróficas conCadenas tróficas con
más ramificacionesmás ramificaciones
• Omnívoros
• Carroñeros o
necrófagos
• Saprófitos,coprófa-
gos o detritívoros

11. Nivel trófico DescomponedoresNivel trófico Descomponedores
Organismos detritívoros que
transforman la materia orgánica en
sales minerales
Cierran el ciclo
de materia pues
sus productos los
consumen los
productores

12. CICLOS DE MATERIA Y FLUJO DE ENERGÍA
Los
ecosistemas
siguen unos
principios de
sostenibilidad
natural
 Reciclar al máximo la
materia
 No producir desechos
no utilizables
 Utilizar la luz solar
como fuente de
energía

13. RECICLADO DE LA MATERIARECICLADO DE LA MATERIA
M.Órgánica M.Inorgánica
Biodegradable
Gasificación
Lixiviado
Combustibles. F
Vía aerobia
DESCOMPOSICIÓN
Vía anaerobia
Ciclo que
tiende a ser
cerrado

14. FLUJO DE LA ENERGÍAFLUJO DE LA ENERGÍA
Escape de
calor
Energía Energía
Solar Química
Flujo abierto y unidireccional sin cerrarse en un ciclo
NIVELES
TRÓFICOS

15. Regla del 10%:Regla del 10%: La energía que pasa
de un eslabón a otro es el 10% de la
acumulada en él
NÚMERO DE ESLABONES LIMITADOS
Energía en E. acumulada
cadena trófica en M.O CALOR

16. PARAMETROS TRÓFICOSPARAMETROS TRÓFICOS
Los utilizamos paraLos utilizamos para
evaluar laevaluar la
rentabilidad de cadarentabilidad de cada
nivel trófico y denivel trófico y de
cada ecosistemacada ecosistema
 BIOMASABIOMASA
 PRODUCCIÓNPRODUCCIÓN
 PRODUCTIVIDADPRODUCTIVIDAD
 TIEMPO DETIEMPO DE
RENOVACIÓNRENOVACIÓN
 EFICIENCIAEFICIENCIA

17. BIOMASABIOMASA
 Cantidad en peso de M.O viva o muerta en
cada nivel o en un ecosistema
 Se mide en Kg, g mg…o su equivalente en
energía (1g = 4.5 Kcal)
 Para calcularla se hace referencia a su
cantidad por unidad de de volumen o
superficie(g C/m2
Kg C/m2
)
BIOMASA DE UNOS NIVELES A OTROS
(E. química) transferencia

18. PRODUCCIÓNPRODUCCIÓN
 Cantidad de energía que fluye por cada
nivel trófico
 Se mide en g C/m2
día Kcal,J, vatio/ha año…
E. fijada por autótrofos
E. fijada por heterótrofos
PRODUCCIÓN BRUTA
PRODUCCIÓN NETA
PRODUCCIÓN
PRIMARIA
PRODUCCIÓN
SECUNDARIA

19. PRODUCCIÓNPRODUCCIÓN
 PRODUCCIÓN BRUTA
(Pb)
Cantidad de energía
fijada en cada nivel
por unidad de tiempo
 Productores: total
fotosintetizado
 Consumidores: cantidad
de alimento asimilado
por el total ingerido
 PRODUCCIÓN NETA
(Pn)
Energía almacenada en
cada nivel por unidad
de tiempo
 Aumento de biomasa por
unidad de tiempo
 Pn = Pb - R

20. FLUJO DE ENERGÍA TENIENDO EN CUENTA LOS
ANTERIORES PARÁMETROS
M.O/t
P.P.
BRUTA

21.  RESTO DE NIVELES
Respiración en funciones vitales
Calor
Desechos/ Descomposición
No todos son ingeridos
RESTO
DE NIVELES
(Solo 10%)
P. Bruta secundaria
almacenada
(Solo el 10% de la
P.P. Neta
almecenada)
P. Neta
secundaria

22. PRODUCTIVIDADPRODUCTIVIDAD
 Es la relación entre la P.N y la Biomasa
 P.N/Biomasa (INTERESES/CAPITAL)
 Sirve para valorar la velocidad de
renovación de Biomasa. Se le llama
también tasa de renovación

23. EFICIENCIAEFICIENCIA
 Rendimiento de un nivel o sistema
(Salidas/Entradas)
• En productores: Se refiere solo a P.bruta
E. asimilada/E. incidente (Menos de un 2%)
• Pn/Pb: E. incorporada en cada nivel respecto al
asimilado.
Se tienen en cuenta las pérdidas respiratorias
• Consumidores: Pn/Alimento ingerido
(Engorde/Alimento ingerido)
EFICIENCIA ECOLÓGICA : (Pn/Pn nivel anterior)· 100EFICIENCIA ECOLÓGICA : (Pn/Pn nivel anterior)· 100
(El ser humano tendríamos un mayor aprovechamiento
energético si nos alimentaramos sólo del primer nivel)

24. Problema ambiental de laProblema ambiental de la
bioacumulaciónbioacumulación
Acumulación de
sustancias tóxicas
(metales pesados…) por
vía digestiva, cutánea, o
respiratoria en
concentraciones cada vez
mayores por no poder ser
excretados ni
descompuestos
MEDICIÓN: Factor de
bioconcentración


25. PIRÁMIDES ECOLÓGICASPIRÁMIDES ECOLÓGICAS
Representación de la
energía, biomasa o
nº de individuos
presentes en cada
nivel trófico
 TIPOS
• De energía
• De Biomasa
• De números

26. PIRÁMIDES DE ENERGÍAPIRÁMIDES DE ENERGÍA
 Representan el
contenido energético
de cada nivel
 Siguen la regla del 10%
 Se expresan en:
Kj/m2
· año
Kcal/m2
· año

27. PIRÁMIDES DE BIOMASAPIRÁMIDES DE BIOMASA
 Representa la biomasa
acumulada en cada nivel
 Pueden aparecer
diferencias entre sus
niveles
(ej. Productores/herbívoros)
 Pirámides invertidas (Fito
y zooplancton)

28. PIRÁMIDES DE NÚMEROSPIRÁMIDES DE NÚMEROS
 Representan los
números de individuos
de cada nivel
 También pueden
aparecer invertidas

29. FACTORES LIMITANTES DE LAFACTORES LIMITANTES DE LA
PRODUCCIÓN PRIMARIAPRODUCCIÓN PRIMARIA
Ley del mínimo
El crecimiento de una
especie vegetal se
encuentra limitado por el
elemento que se
encuentre en cantidad
inferior a la necesaria
siendo éste el factor
limitante
Principales factores
limitantes
 Ausencia de luz
 Humedad
 Temperatura
 Falta de nutrientes

30. AUSENCIA DE LUZAUSENCIA DE LUZ
ENERGÍA INTERNA ENERGÍAS EXTERNAS
0.06-0.09% de la total Movimiento agua
solar para fotosíntesis Variaciones climáticas
Maquinaria de labrado
Sistemas de riego
Uso de plaguicidas
etc…
PRODUCCIÓN PRIMARIA

31. AUSENCIA DE LUZAUSENCIA DE LUZ
 Es un factor limitante sobre todo en los océanos
 La propia estructura del aparato fotosintético
limita la creación de producción
Los sistemas de captación se hacen sombra
Hay muchas unidades de captación pero
un solo centro de reacción
El aumento de intensidad lumínica
aumenta la producción hasta una
saturación creando el “efecto
cuello de botella”
FOTOSISTEMA

32. TEMPERATURA Y HUMEDADTEMPERATURA Y HUMEDAD
Ambos factores influyen positivamente sobre la
producción, pero si la temperatura aumenta mucho
afectaría a la producción por desnaturalizar las
enzimas fotosintéticas (RUBISCO)
•Si la concentración de O2 y CO2 es la normal en la
Atmósfera (21 y 0.003 % respectivamente) se favorece
la fotosíntesis
•Si el O2 es mayor y el CO2 menor a los valores normales
se favorece la fotorrespiración que consume O2, no
genera materia orgánica y disminuye así la fotosíntesis
hasta un 50%
•Ambos procesos influyen también sobre la
concentración de agua apareciendo varias
adaptaciones
•Según hagan uno o ambos procesos las plantas se
clasifican en plantas C3 y plantas C4

33. ADAPTACIONES A LA HUMEDAD YADAPTACIONES A LA HUMEDAD Y
EFICIENCIA DEL USO DEL AGUAEFICIENCIA DEL USO DEL AGUA
PLANTAS C3
 Patata, trigo, cebada…
 Pierden mucha agua por los
estomas. En climas húmedos
no es problema pero en
secos para evitarlo cierran
estos estomas impidiendo la
entrada de CO2, el aumento
de O2 en su interior y
favoreciendo así la
fotorrespiración
 Máxima productividad 10-30
t/ha al año
PLANTAS C4
 Maíz, azúcar, mijo…
 Son aventajados a la hora
de hacer la fotosíntesis
incluso en climas secos,
pues acumulan mucho CO2
evitando la fotorrespiración
 Máxima productividad
60-80 t/ha al año

34. MECANISMO CAM EN C4MECANISMO CAM EN C4
 Mecanismo ácido de
las crasuláceas
 Fijan el CO2 por la
noche
 Cierran los estomas
por el día
aprovechando para
hacer la fotosíntesis

35. FALTA DE NUTRIENTESFALTA DE NUTRIENTES
 La presencia de moléculas inorgánicas está
supeditada al reciclado de las mismas por los
ciclos biogeoquímicos
 El CO2 no está limitado, más bien se potencia
por el efecto invernadero
 Fósforo uno de los principales nutrientes
limitantes
 Nitrógeno el segundo componente más
limitante
 Necesidad de energías externas como factor
limitante( distancia, vientos, oleaje…)

36. CICLOS BIOGEOQUÍMICOSCICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Caminos seguidos por la materia que abandona la
biosfera hasta otros sistemas y su posterior retorno a
la misma
Los elementos permanecen en los medios por
tiempo variable formando los almacenes o reserva
Están ajustados por realimentaciones influyendo
otros ciclos como el del agua, la respiración…
Es un proceso cerrado pero acelerado por las
actividades humanas

37. CICLOS BIOGEOQUÍMICOSCICLOS BIOGEOQUÍMICOS
 Ciclos de elementos
gaseosos (su principal
depósito es la
atmósfera)
 N y C
 Circulan rápidamente
por los diferentes
compartimentos del
ciclo
 Ciclos de elementos
sedimentarios (su
principal depósito es
la corteza terrestre).
 P, y S.
 Son ciclos lentos y
limitan el desarrollo de
los seres vivos

38. CICLO DEL CARBONOCICLO DEL CARBONO
http://www.youtube.com/watch?v=
CjsQ8vwuLOw&feature=related

39. CICLO DEL CARBONOCICLO DEL CARBONO
CICLO BIOLÓGICO
 Intercambios de la
biosfera con la
atmósfera (Fotosíntesis
y respiración)
 El carbono en la
atmósfera aparece
como CO2, CO Y CH4
CICLO
BIOGEOQUÍMICO
 Intercambios de CO2 entre
atmósfera y demás
subsistemas
 Entre atmósfera e hidrosfera
el intercambio es por
difusión
 En la litosfera aparece en
rocas carbonatadas, en
silicatos cálcicos, arrecifes o
en forma de combustibles
fósiles
 Potenciado el CO2
atmosférico por la quema de
combustibles fósiles

40. ETAPAS DEL CICLO DEL CARBONOETAPAS DEL CICLO DEL CARBONO
PASO DEL CO2 DE LA
ATMÓSFERA A LA LITOSFERA
Controla la trasferencia
de CO2 entre la
atmósfera, océanos y la
tierra
 Disolución de CO2 atmosférico para formar ácido
carbónico
a. Rocas carbonatadas CO2 +H2O+CaCO3 Ca2+
+ 2HCO-
3
b. Rocas silicatadas 2CO2+H2O+CaSiO3 Ca2+
+2HCO-
3+SiO2

41. ETAPAS DEL CICLO DEL CARBONOETAPAS DEL CICLO DEL CARBONO
 Transformación del bicarbonato y del calcio por
los animales marinos para incorporarlo a sus
tejidos
c. En animales 2HCO-
3+Ca2+
CaCO3+CO2+H2O
En las reacciones a y c para las rocas carbonatadas elEn las reacciones a y c para las rocas carbonatadas el
bicarbonato formará parte del esqueleto de organismosbicarbonato formará parte del esqueleto de organismos
marinos o volverá como COmarinos o volverá como CO22 a la atmósfera, sin pérdida netaa la atmósfera, sin pérdida neta
En las reacciones b y c para las rocas silicatadas se devuelve a laEn las reacciones b y c para las rocas silicatadas se devuelve a la
atmósfera la mitad de los sustraído suponiendo una pérdidaatmósfera la mitad de los sustraído suponiendo una pérdida
de COde CO22 como sumiderocomo sumidero

42. ETAPAS DEL CICLO DEL CARBONOETAPAS DEL CICLO DEL CARBONO
RETORNO DEL CO2 A LA ATMÓSFERA
Liberación de CO2 en erupciones volcánicas de
las rocas carbonatas enterradas y fusionadas
CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2
SUMIDEROS FÓSILES
Almacenamiento de combustibles fósiles por
materia orgánica sepultada. Supone una rebaja del
nivel atmosférico de C

43. CICLO DEL FÓSFOROCICLO DEL FÓSFORO
http://www.youtube.com/watch?v=
PuCisvis5_o

44. CARACTERÍSTICAS DEL CICLO DELCARACTERÍSTICAS DEL CICLO DEL
FÓSFOROFÓSFORO
 La mayor reserva se presenta en los sedimentos oceánicos
transportados por corrientes desde rocas fosfatadas o cenizas
volcánicas que permiten su incorporación trófica por las
plantas.
 Los decomponedores puede formar fosfatos también
incorporados por las plantas, o flitrarse y llegar al mar donde
se depositan largo tiempo en rocas, o son filtrados por
plancton entrando en la cadena trófica. Vuelve a la corteza en
forma de guano
 Constituyente importante en biomoléculas formando
estructuras rígidas (por ejemplo en el ADN)
 En un recurso no renovable pudiendo permanecer en los
ecositemas terrestres unos cien años, y en los acuáticos unos
diez años

45. CICLO DEL FÓSFOROCICLO DEL FÓSFORO
 Factor limitante en
ecosistemas marinos.
 Su afloramiento
puede generar
importantes bancos
de alimento.
 Eutrofización en zonas
donde se usa guano
como aditivo agrícola
(intervención
antrópica)

46. CICLO DEL NITRÓGENOCICLO DEL NITRÓGENO
 http://www.youtube.com/watch?v=
e0UkOb15RAA
 http://www.youtube.com/watch?v=
e0UkOb15RAA

47. ETAPAS DEL CICLO DEL NITRÓGENOETAPAS DEL CICLO DEL NITRÓGENO
Necesario en los
seres vivos
presentándose en
menos de 1%
En forma inerte N2
Como NH3procedente de
volcanes y putrefacciones
NOX por fijación atmosférica
o erupciones volcánicas
NOx reaccionan con el H2O
para formar HNO3 que en el
suelo forman NO3- para las
plantas
Reservas en la
Biosfera
Reservas en la
Atmósfera

48. ETAPAS DEL CICLO DEL NITRÓGENOETAPAS DEL CICLO DEL NITRÓGENO
FIJACIÓN N2 DE LA ATMÓSFERA
 Fijación abiótica: Formación de NOx por
procesos químicos espontáneos, como por
acción de los rayos
 Fijación biológica: Formación de nitrógeno
orgánico aprovechable por las plantas a partir de
acción de microrganismos
Vida libre Simbiosis
Azotobacter Rhizobium (leguminosas)
Cianobacterias Frankia (hongos)

49. ETAPAS DEL CICLO DEL NITRÓGENOETAPAS DEL CICLO DEL NITRÓGENO
AMONIFICACIÓN
Conversión del N presente en restos orgánicos a
amoniaco
 Hidrólisis de las proteínas y ácidos nucléicos para
liberar aminoácidos y bases nitrogenadas
 Producción de NH3 por desaminación que es la
excreción del exceso de N en microorganismos
 Se menciona al Rhizobium como claro ejemplo en
esta fase

50. ETAPAS DEL CICLO DEL NITRÓGENOETAPAS DEL CICLO DEL NITRÓGENO
NITRIFICACIÓN
Oxidación biológica del amonio a Nitrato por
microorganismos aerobios
 NitritaciónNitritación: partiendo del NH3 se obtiene NO2
-
(producido por Nitrosomonas o Nitrosococcus)
 NitrataciónNitratación: partiendo del NO2
-
se obtiene NO3
-
(producido por Nitrobacter)
La amonificación y la Nitrificación obtienen Nitrógeno
asimilable por las plantas, por lo que se puede
introducir en las cadenas tróficas

51. ETAPAS DEL CICLO DEL NITRÓGENOETAPAS DEL CICLO DEL NITRÓGENO
DESNITRIFICACIÓNDESNITRIFICACIÓN
 Transformación de nitratos a N2 que se devuelve a
la Atmósfera
 Se produce por bacterias anaerobias como
algunas Pseudomonas
 En esta fase se cierra el ciclo del Nitrógeno

52. INTERVENCIONES HUMANAS EN ELINTERVENCIONES HUMANAS EN EL
CICLO DEL NITRÓGENOCICLO DEL NITRÓGENO
 Fenómenos de combustión
 O2+N2 A la atmósfera NO2+H2O Lluvia
ácida
 Fijación industrial
 Paso de N2 a NH3 y fertilizantes
 Abonado excesivo
 Liberación de N2O a la atmósfera
 Excesiva fertilización y empobrecimiento del suelo
 Contaminación por eutrofización (NO3
-
contaminante
muy común en aguas subterráneas)

53. CICLO DEL AZUFRECICLO DEL AZUFRE

54. CICLO DEL AZUFRE
EN LA BIOSFERA
 Plantas, bacterias y hongos
los incorporan como SO4
-
SO4
-
Reducción a SO3
Reducción a H2S (Utilizable por
seres vivos)
Liberación a la atmósfera y
otros sistemas tras morir
EN LA HIDROSFERA
 En lagos y mares profundos
sedimentación como yesos
tras la evaporación del agua
 En océanos y pantanos sin
O2
SO4
-
Reducción a H2S por bacterias
sulfatorreductoras
Formación Oxidación a
de piritas o sulfatos por
Sedimentos foto o
Arcillosos quimiosiíntesis

55. CICLO DEL AZUFRE
EN LA ATMÓSFERA
Algas DMS: Al morir masivamente liberan
dimetilsulfuro a la atmósfera desde los
océanos
LLUVIA ÁCIDA: devuelve el azufre a los
mares en forma de lluvia