BIOLOXA E XEOLOXA 4 ESO

BIOLOXA E XEOLOXA 4 ESO

Unidade 2: Dinmica dos ecosistemas

1 Os ecosistemas necesitan materia e enerxa

O funcionamento dun ecosistema implica 2 procesos:

Fluxo de enerxa

Ciclo de materia

Refrese ao incremento de biomasa (materia orgnica). unha medida do fluxo de enerxa que percorre o ecosistema por unidade de superficie e por unidade de tempo.

Producin ecosistema

- Produccin primaria (organismos auttrofos): a enerxa luminosa transformada en materia orgnica mediante fotosntese.

- Produccin secundaria (organismso hetertrofos): Refrese ao almacenamento de enerxa nos hetertrofos

Cantidade de materia orgnica producida por unidade de superficie e tempo

Producin dos ecosistemas

A maior producin de materia orgnica corresponde ao fitoplacton mario

Isto debido a que o mar ocupa a maiora da superficie terrestre.

Imagen en falso color tomada por satlite en la que se aprecia la presencia de clorofila en un momento dado del ao. Como se puede ver, la presencia de fitoplancton es mayor en aguas fras. Fuente: NASA. http://neofronteras.com/?p=3214

Pero a productividade por superficie maior nos ecosistemas terrestres

http://www.mundo-tecnia.com/medicion-de-la-variacion-de-la/

Obtencin materia e enerxa

Produtores quimiosintticos no fondo dos ocanos

Arqueobacterias quimiosintticas

Relacins trficas

Redes trficas

Cadeas trficas

Cadea trfica

Redes trficas

Representa de forma mis realista a circulacin da materia nos ecosistemas, xa que na realidade as cadeas trficas son ramificadas debido existencia de organismos como:

Omnvoros

necrfagos

saprofitos e detrtivoros.

Hbitat e nicho ecolxico

Hbitat

Lugar onde vive

Nicho ecolxico

Papel que desempea unha especie dentro do ecosistema

= Hbitat Nicho ecolxico

Non existe competencia

2 especies = nicho ecolxico + mismo hbitat = competencia

CICLO da MATERIA e FLUXO DE ENERXA

Principio de sostenibilidade natural.

RECICLADO DA MATERIA: A materia orgnica recclase pola accin dos descompoedores en sales minerais que serven de nutrientes para os produtores.

O ciclo de materia tende a ser cerrado

A enerxa solar entra mediante fotosntese na cadea trfica e pasa de uns elos a outros mediante un fluxo aberto e unidireccional.

Ademais o fluxo dimine ao degradarse parte da enerxa pola respiracin e as perdas por calor.

O fluxo de enerxa aberto

FLUXO DE ENERGA:

REGRA DO 10%

A enerxa que pasa dun elo a outro aproximadamente o 10% da acumulada nel.

Produccin primaria neta

Produccin primaria bruta

Produccin brutaherbvoros

1 NIVEL: PRODUTORES

Luz absorbida(2%)

Enerxanon absorbida

(98%)

ENERXA SOLAR

Respiracin dos produtores

Enerxanon utilizada polos herbvoros

Enerxa inxerida polos herbvoros

Enerxanon asimilada polos herbvoros

Respiracin dos herbvoros

Produccin netaherbvoros

Enerxanon utilizada polos carnvoros

Enerxanon asimilada polos carnvoros

Enerxa inxerida polos carnvoros

Produccin bruta carnvoros

Pnc

Produccin neta carnvoros

Respiracin dos carnvoros

2 NIVEL: HERBVOROS

3 NIVEL: CARNVOROS

QUEN PASA MIS FAME NOS OCANOS?

AS BALEAS E PEIXES COMO O TIBURN BALEA E PEREGRINO, ALIMENTNDOSE DE ORGANISMOS NOS PRIMEIROS ELOS DAS CADEAS ALIMENTARIAS, CONSEGUEN TER A SA DISPOSICIN MAIOR CANTIDADE DE ALIMENTO, E POLO TANTO PODER SOBREVIVIR CUNHA GRAN BIOMASA

Parmetros trficos

PRODUTIVIDADE (p):

Relacin que existe entre producin neta e biomasa. un ndice da velocidade de renovacin do ecosistema ou tasa de renovacin

p = Pn/B

p = Pn/B =0Practicamente non existe produccin neta. A biomasa do bosque era xa a que tia xa quenun bosque maduro nun ano practicamente non hai crecemento

p = Pn/B< 1Ten unha alta producin neta en relacin a sua biomasa. As herbas medran moito nunha tempada

p = Pn/B =1Toda su biomasa equivale a la produccin neta, xa que partimos dunha semente de moi pouca biomasa

PIRAMIDES ECOLXICAS

Pirmides de producin ou enerxa:

Segue a regra do 10%

Pirmides de biomasa: Representa a biomasa acumulada nese nivel.

En niveis trficos cunha produtividade alta como o fitoplancton mario pode estar invertido respecto ao nivel superior

Pirmides de nmeros: Representa o n de individuos nun nivel trfico.

Poden ser engaosas ao presentarse de forma invertida

ej

Representacin grfica das relacins alimentarias que se establecen nun ecosistema.Cada nivel se representa en forma dunha barra de altura constante e lonxitude proporcional ao parmetro medido

Pirmides biomasa

Pirmides individuos

PIRMIDES ENERXA

Pirmide do fluxo de enerxa para un ecosistema do ro en Florida, EEUU

CICLOS BIOXEOQUMICOS

Son os camios realizados pola materia, cando escapan da biosfera e pasan pola atmosfera, hidrosfera e litosfera. Tenden a ser cerrados.

As actividades humanas ocasionan a apertura e aceleracin dos mesmos. O que contravn o principio de sostinibilidade dos ecosistemas

Reciclar ao mximo a materia para obter nutrientes, que non se escapen e que non se produzan refugos, evita a perda de materia nos ecosistemas

CICLO do CARBONO

O ciclo do carbono atpase dividido en 2 fases:

Ciclo biolxico: a biosfera acta como elemento regulador tomando e devolvendo carbono atmosfera mediante a fotosntese e a respiracin respectivamente

Ciclo bioxeoqumico: o carbono o podemos atopar no medio das seguintes formas:

Atmosfera e hidrosfera en forma de CO2 principalmente que intercambian por difusin.

Litosfera: - En forma de rochas carbonatadas e silicatadas

- Sumidoiros fsiles: almacenado en forma de combustible fsil

Ciclo biolxico do carbono

O ciclo biolxico do carbono mobiliza o carbono de forma moi rpida, de tal forma que a fotosntese mobiliza nun ano o 5% do CO2 atmosfrico, polo que en 20 anos o renova totalmente.

O carbono incorprase s cadeas trficas a travs dos organismos produtores, mediante a fotosntese, pasando a travs da cadea alimentaria ao resto dos niveis trficos.

O carbono escapa da biosfera a travs de:

- a respiracin en forma de CO2 cara a atmosfera

- parte incorprase litosfera pola descomposicin da materia orgnica morta, incorporndose ao ciclo xeolxico, de maior duracin.

Ciclo bioxeoqumico do carbono

Atmosfera e hidrosfera en forma de CO2 principalmente que intercambian por difusin.

Formacin de rochas calizas nos ocanos: O CO2 dislvese con facilidade na auga formando cido carbnico (H2CO3) que se transforma en bicarbonato (HCO3-) ao reaccionar con carbonatos (CaCO3) e silicatos (CaSiO3) Este bicarbonato volve a formar parte das rochas por dous vas:

Moitos organismos marios o usan para formar parte do seu esqueleto clcico que acabar nos sedimentos do fondo trala sa morte, almacenando polo tanto CO2 (sumidoiro)

Parte precipita de novo formando rochas calizas

Parte do carbono da litosfera retorna atmosfera mediante as erupcins volcnicas

O carbono acumulado nos sumidoiros fsiles (petrleo, carbn e gas natural) retorno por combustin

CICLO DO NITRXENO (N)

Compoente fundamental dos seres vivos forma parte de protenas e ac. nucleicos

O 78% da atmosfera nitrxeno (N2)

O N2 non inaccesible para a maiora dos seres vivos

As plantas so poden asimilar o nitrxeno en forma de nitratos (NO-3)

CICLO do NITRXENO

O ciclo consta de 4 procesos:

FIXACIN: (N2 NOx) a transformacin en xidos de nitrxeno poden realizarse na atmosfera, pero a maior parte a realizan os microorganismos do solo.

AMONIFICACIN (C-O-N NH3) a realizan bacterias que producen amonaco proveniente da descomposicin de seres vivos.

NITRIFICACIN: a realizan bacterias que transforman o amonaco en primeiro lugar en nitritos NO2 e despois en nitratos NO3.

DESNITRIFICACIN: A realizan bacterias anaerobias que descompoen os nitritos en N2 devolvndoos atmosfera

Nitrificacin

CICLO do FSFORO (P)

O reservorio principal de fsforo o constiten os fosfatos da litosfera (pertencen o ciclo xeolxico lento retorno).

As necesidades de P polos seres vivos menor que outros bioelementos como o N, pero a cantidade de P dispoible para os seres vivos menor, polo que o principal factor limtante para a producin de biomasa.

CICLO do XOFRE (S)

O S atpase maioritariamente na hidrosfera.

As plantas e microorganismos poden incorporar directamente sulfato do solo.

O sulfuro de hidroxeno pode xerar chuvias cidas.

Efecto da deforestacin sobre os ciclos da materia

Principais nutrientes limitantes da producin:

O N e P son factores limitantes moi importantes. A riqueza e produtividade dos ecosistemas dependen dos mecanismos de reciclado destes nutrientes.

En ecosistemas marios son moito mis condicionantes debido dificultade para o reciclado xa que os organismos descompoedores so estn nos fondos marios.

O P 1 e logo o N son os principais condicionantes da producin de biomasa.

OS ECOSISTEMAS AUTOREGLANSE

POBOACINS

BIOTOPO

Recursos

BIOCENOSE

Relacins

ACTIVIDADES HUMANAS

Alteracin equilibrio

Monocultivos

Cra masiva especies

PragasEnfermidades

Praguicidas sintticos

AUTOREGLACIN DAS POBOACINS

POBOACINS

BIOTOPO

Recursos

BIOCENOSE

Relacins

ACTIVIDADES HUMANAS

Alteracin equilibrio

Monocultivos

Cra masiva especies

PragasEnfermidades

Praguicidas sintticos

As pragas e o seu control

Poboacin:

Conxunto de individuos da mesma especie que se relaciona nun espazo concreto

condicionado

CRECEMENTO

DISPOIBILIDADE RECURSOS

RELACINS RESTO POBOACINS ECOSISTEMA

RESISTENCIA AMBIENTAL

Conxunto de factores biticos e abiticos que limitan o crecemento dunha poboacin

DINMICA DE POBOACINS

ESTUDA

Cambios no tamao das poboacins

AUTOREGLACIN DAS POBOACINS

Curvas de crecemento

curvas en J

Se esgotan os recursos e se produce a morte masiva dos individuos

Ecosistema ideal

Crecemento exponencialBaixo condicins especiais que non poden manterse durante moito tempo na natureza

Recursos ilimitados

Na natureza

Curvas de crecemento

curvas en S

Condicins naturais

Recursos limitados

1 - A poboacin medra exponencialmente (recursos ilimitados)

2 - A resistencia ambiental frea o crecemento

2 - A poboacin mantense mis ou menos constante arredor dun valor K

K Capacidade de carga dun ecosistemaTamao mximo dunha poboacin que pode manterse dun xeito mis ou menos estable Poboacin en crecemento estacionario e en equilibrio

Estratexias SUPERVIVENCIA POBOACINS

Estrategas de r

Especies oportuistas ou pioneiras

Ecosistemas inestables ou nas 1 etapasde desenvolvemento

Tempo vida curto

Tasa reproducin elevada

Ex: microorganismos, algas, moitos insectos e herbas

O tamao das poboacins r estrategas presentan fortes variacins e mantense por debaixo da capacidade de carga (K)

Estrategas de K

Especies especialistas

Ecosistemas estables

Tempo vida longo

Tasa reproducin baixa

Maiora indivduos chegan idade adulta

Ex: maiora de aves e mamferos

O tamao das poboacins K estrategas estabilzase co tempo, arredor da capacidade de carga (K)

Curvas de supervivencia e fecundidade

As sucesins ecolxicas

Secuencia de cambios que se producen nun ecosistema, como resultado da sa propia dinmica interna

Proceso lento e gradual

CAMBIOS XERAIS NUNHA SUCESIN

Estado inicial

escasa diversidade

Estado final

maior diversidade

+ diversidade

+ complexidade estrutural

+ biomasa

+ eficacia aproveitamento enerxa

+ produtividade

+ estabilidade ecosistema

Sucesin ecolxica paisaxe volcnica

Comunidade climax

Estado de equilibrio estable dun ecosistema ao final dun proceso de sucesin

O equilibrio pode perderse se cambian as condicins ambientais ou o n individuos dunha poboacin

Non un estado permanente

Sempre aparecern cambios que levaran a :

Regresin etapas anteriores

Novas evolucins

Comunidade climax (Fragas do Eume)

Sucesins primarias e secundarias

Mis lentas porque 1 debe formarse o solo

1 especies pioneiras ou colonizadoras

Sustitudas por especialistas (explotan nichos non accesibles s anteriores)

Lugares non colonizados anteriormente por seres vivos e sen solo

Exista outra comunidade anteriormente eliminada parcial o totalmente por unha perturbacin

Especies invasoras (Alctonas)

Perda da biodiversidade Ameazas para a biodiversidade

INTRODUCIN ESPECIES EXTICAS

Especies clave

Desempean un papel crucial no funcionamento do ecosistema A desaparicin implica o colapso do mesmo

MODELO DEPREDADOR- PRESA

As poboacins das das especies non se estabilizan e permanecen oscilantes indefinidamente. As, comezando a partir dunha situacin con poucos depredadores, o crecemento vigoroso das presas facilitar a reproducin de predadores e, finalmente, aumentar a poboacin destes; pero o aumento pode reducir o crecemento da presa e facelo negativo, de xeito que o nmero absoluto de depredadores comezar a diminur, aumentando as presas e volvendo a iniciarse un novo ciclo

O modelo depredador presa foi enunciado matemticamente por Lotka-Volterra