ecologia sutton

ECOLOGIA

DAVID SUTTON

PARTE 1

NATURALEZA DE LOS SISTEMAS

ECOLOGIA

Ciencia que estudia las interacciones de los organismos vivos y sus ambientes

Los ecólogos tratan de organizar el conocimiento humano acerca de las interacciones que se dan en la naturaleza, para ello utilizan modelos.

Los modelos predicen el futuro,

Se le llama así a los organismos vivos

COMPONENTES ABIOTICOS

Se le llama así a los organismos que no poseen vida.

COMPONENTES BIOTICOS

POBLACION

Grupo de organismos , del mismo tipo (especie) que viven en un área especifica.

COMUNIDADToda población de organismos que existen e interactúan en un área determinada. La comunidad incluye a todos los componentes bióticos de un área.

ECOSISTEMA

La comunidad, en la relación con el ambiente inanimado que actúan como un conjunto. Al componente biótico se ha añadido el componente abiótico del ambiente externo, lo cual produce un sistema relativamente auto estable.

SISTEMA

Un sistema es un conjunto de partes, o de eventos, que pueden considerarse como algo simple y completo, debido a la interdependencia e interacción de dichas parte o eventos.Básicamente existen dos tipos de sistemas:

SISTEMA ABIERTO

Sistema que depende del ambiente exterior para entradas y salidas, los sistemas abiertos procesan las entradas y producen salidas, esto lo realizan en forma mas o menos fija, y la cantidad de salidas producidas se relacionan directamente con la cantidad de entradas aceptadas, la forma mas fácil de esquematizar un sistema de este tipo, corresponde al modelo de caja. .

MODELO ABIERTO

EJEMPLO SISTEMA ABIERTO

SISTEMA CIBERNETICO

Los sistemas cibernéticos emplean la retroalimentación para ejercer un cierto grado de autocontrol. La idea básica de la retroalimentación , consiste en que parte de la salida del sistema se utiliza para controlar parte de la entrada futura al sistema. Los sistemas cibernéticos poseen generalmente un estado ideal.

RETROALIMENTACION POSITIVAEs la que tiende a alejarse cada vez mas del punto de partida.

RETROALIMENTACION NEGATIVADetermina el reajuste del punto de partida, tiende a mantenerlo en el mismo lugar, sin variar.

SISTEMA CIBERNETICO

MAS EJEMPLOS

Los ecólogos emplean comúnmente el termino ecosistema para describir un sistema que contiene componentes tanto vivos como inanimados ( una comunidad que interactúa con su ambiente abiótico.

ECOSISTEMA

Conceptos de Energía

PARTE 2

ENERGIA

SE LE LLAMA ASI A LA CAPACIDAD QUE TIENE UN CUERPO U ORGANISMO DE REALIZAR UN TRABAJO.

ENERGIA ABSORBIDA AL MEDIO DIA

ENERGIA ENTRANTE EL AL PLANETA TIERRA

FOTOSINTESIS

Se le llama el proceso mediante el cual la luz solar se transforma en moléculas químicas complejas.Mas tarde cuando las plantas necesitan energía, degradas dicha energía almacenada en moléculas.

PROCESOS DE FOTOSINTESIS

FOTOSINTESIS

ATP ( adenosina trifosfato)

FORMULA QUIMICA DELA GLUCOSA

AUTOTROFOS

Poseen la capacidad de elaborar las moléculas alimenticias iniciales y por esta razón se llaman así o auto alimentadores.

HETEROTROFOS

Se le llama así a los organismos que se alimentan de otros organismos, se alimentan de plantas.

EJEMPLO DE AUTOTROFOS

EJEMPLOS DE HETEROTROFOS

Relación entre autótrofos y heterótrofos

TODOS LOS PROCESOS ENERGETICOS SE RIGEN POR DOS LEYES DE LA TERMODINAMICA QUE SON :

1ra LEY DE LA TERMODINAMICA

La materia no se crea ni se destruye solo se transforma.

2da LEY DE LA TERMODINAMICALa materia tiende pasa de una forma organizada a otra mas desorganizada, llamado entropía. Es por ello que decimos que la entropía del universo aumenta cada vez mas.

CICLO ENERGETICO EN LA BIOSFERA

PARTE 3

Relación entre la alimentación y la productividad

FLUJO ENERGETICO EN UN ECOSISTEMA

PRODUCTORES

Un productor (vegetal) utiliza la luz solar y, por medio de la fotosíntesis, produce moléculas ricas de energía. La mayoría de moléculas producidas, sencillamente hace que aumente el tejido vegetal.

CONSUMIDORES HERBIVOROS

Los herbívoros son organismos que consumen tejido vegetal. De esta manera, obtienen las moléculas ricas en energía que, posteriormente, pueden degradar para liberar la que necesitan para vivir.

CONSUMIDORES CARNIVOROS

Son organismos que se alimenta de los herbívoros, al igual que las plantas son heterótrofos, pero estos no consumen plantas, sino mas bien animales.

ORGANISMOS REDUCTORESSon organismos encargados de liberar energía

PIRAMIDE TROFICA

El nivel trófico de un organismo se refiere al número de etapas que separan a dichoorganismo de la producción primaria.• La producción primaria constituye el primer nivel trófico.• Una forma de observar las redesalimenticias, consiste en analizar a losdiferentes organismos de acuerdo con elnivel trófico.

NIVEL TROFICO

NIVEL TROFICO

• Establece que solamente alrededor del 10 %de la energía procedente de un nivel, puedeser obtenida por los organismos del niveltrófico inmediato superior.• Una de las consecuencias principales de lasegunda ley de la termodinámica consiste enque cada transferencia energética originauna perdida considerable de energía.

LEY DEL DIEZMO

CONCENTRACION DE LA CADENA ALIMENTICIA OMAGNIFICACION BILOGICA

Se le llama así a la energía que no se utiliza en la respiración y además no es excretada, ósea que permanece en el tejido.

PIRAMIDES ECOLOGICAS

Es la forma grafica que se utiliza para representar las estructuras tróficas delas comunidades de los organismos.

PIRAMIDE ECOLOGICA

PIRAMIDE Y FLUJO DE ENERGIA

DDT

PARTE 4

CONSUMO ENERGETICO HUMANO

ENERGIA EN LOS SERES HUMANOSUn ser humano realiza sus procesos vitales degradando durante el proceso de la respiración, las moléculas ricas en energía. Para ser capaz de liberar dicha energía, el hombre debe primero consumir alimentos ricos en ella. Por lo que directa o indirectamente, el hombre depende de los vegetales, los cuales capturan la energía solar mediante el proceso fotosintético.

ENERGIA INTERNAToda la energia que utiliza el hombre para mantener sus procesos corporales se denomina energía interna.

ENERGIA EXTERNALa obtiene por medio de la utilización de instrumentos.

COMBUSTIBLES FOSILESMATERIAL VEGETAL DE PASADO (GAS, CARBON Y PETROLEO)

PRODUCTIVIDAD O PRODUCCION

PRIMARIA BRUTALa productividad, o producción primaria bruta es la cantidad total de fotosíntesis, la cual incluye la energia que se fija y que posteriormente se emplea para la actividad fotosintética, o sea, la respiración, así como la energia destinada a la producción de nuevos tejidos.

DISTRIBUCION DE LA PRODUCCION PRIMARIA TERRESTRE

BIOMASACantidad de materia viva.

EXPLOTACION DE LOS COMBUSTIBLES

Se observa como después del año 2000 D.C. empieza a decaer los combustibles fósiles debida a muchos factores , entre ellos la sobrepoblación.

ENERGIAS DEL FUTURO

URANIO

PARTE 5, 6 Y 7

Ciclos astronómicos y de geosistemas

El ciclo de agua

Ciclos biogeoquÍmicos

TODO EL PLANETA TIERRA FORMA PARTE DE LOS CICLOS ASTRONOMICOS, LA NOCHE Y EL DIA, LAS ESTACIONES, TODOS ELLOS SON MANIFESTACIONES DE ESTOS CICLOS. EL HOMBRE MIDE EL TIEMPO EN BASE A LOS PERIODOS DE ALGUNOS MOVIMIENTOS.

DIAEl periodo de tiempo en la que la tierra realiza una rotación completa sobre su eje

MESEl periodo de tiempo en la que la luna gira alrededor de la tierra.

AÑOEl periodo de tiempo en la que la tierra gira alrededor del sol.

La extinción y aparición de nuevas especies de pequeños mamíferos hace millones de años era determinada por el ciclo astronómico de la tierra.

Se ha descubierto que la extinción de una especie y la aparición de otra nueva seguirán ciclos concedentes con la orbita de la tierra y la inclinación de esta, tras el análisis de fósiles roedores.

Los cambios en la orbita terrestre y los grados de su inclinación, ocasionaban cambios climáticos, como heladas mas largas y mayor diferencia entre estaciones que podían determinar la supervivencia de animales y vegetales.

LOS TRES GRANDES CICLOS ASTRONOMICOS

CICLO DE LAS GLACIACIONES

El ciclo de las glaciaciones o temporadas de gran frio que ocurren cada 100,000 años aproximadamente y estan separados por periodos interglaciares de 10,000 años cada uno

CUANDO LA ORBITA ES CIRCULAR, LA DISTRBUCION DEL CALOR EN LA TIERRA ES UNIFORME DURANTE EL AÑO, Y CUANDO ES ELIPTICA LA TIERRA SE APROXIMA MAS AL SOL Y POR TANTO ES MAS CALIENTE. CON LAS ESTACIONES ACENTUANDOSE EN CADA HEMISFERIO O MODERANDOSE EN EL OTRO.

PERIODO DE PRECESION

DE LOS EQUINOCCIO

S

EL PERIODO DE PRECESION DE LOS EQUINOCCIOS O AÑO ZODIACAL, CUYA DURACION SUELE REDONDEARSE EN 26,000 AÑOS PERO HA SIDO CALCULADO TRADICIONALMENTE EN 25,920 AÑOS

LO QUE HACE IMPORTATE ES QUE A LA MITAD DEL PERIODO DE OSICLACION DE LA TIERRA, SE INVIERTE LAS ESTACIONES.

POR EJEMPLO CUANADO LA TIERRA ESTA EN SU POSICION MAS ALEJADA DEL SOL, EN EL HEMISFERIO NORTE ERA VERANO Y NO INVIERNO COMO HOY EN DIA.

Ciclo de inclinación de la Tierra

El ciclo de variación en la inclinación del eje terrestre en el curso de unos 40,000 años desde un mínimo de 21.5 hasta un máximo de 24.5 grados, variación que obviamente modera el efecto general del periodo procesionalActualmente el Angulo de inclinación es de 23.4 grados y esta disminuyendo. Con lo que se atenúa la diferencia entre el verano y el invierno

El hemisferio meridional era el mas cercano al sol , y mientras en el norte gravitaban los hilos, en diversos puntos probablemente en Asia central surgieron tribus para hacer frente a estas condiciones extremas

LA TIERRA HABRA ENTRADO EN UNA NUEVA GLACIACION DE

100,000 AÑOS, PARA INICIAR EL PROCESO SOLO SE REQUIERE UN

VERANO DE SOL MUY DEBIL, INCAPAZ DE DESHIELAR LOS GLACIARES DEL HEMISFERIO

NORTE Y PESE A LOS INDICIOS DE UNA INMINENTE

DESGLACIACION CATASTROFICA CAUSADA POR EL LLAMADO

EFECTO INVERNADERO.RECALENTAMIENTO CAUSADO POR EL EXCESO DE EMISIONES INDUSTRIALES, ESTE FACTOR

SOLO RETARDARIA EL PROCESO.

La Luna es el único satélite natural de la Tierra. La luna gira alrededor de su eje (rotación) en aproximadamente 27.32 días (mes sidéreo) y se traslada alrededor de la Tierra (traslación) en el mismo intervalo de tiempo, de ahí que siempre nos muestra la misma cara. Además, nuestro satélite completa una revolución relativa al Sol en aproximadamente 29.53 días (mes sinódico), período en el cual comienzan a repetirse las fases lunares

LA LUNA

Las fases de la luna son las diferentes iluminaciones que presenta nuestro satélite en el curso de un mes.

FASES DE LA LUNA

La órbita de la tierra forma un ángulo de 5º con la órbita de la luna, de manera que cuando la luna se encuentra entre el sol y la tierra, uno de sus hemisferios, el que nosotros vemos, queda en la zona oscura, y por lo tanto, queda invisible a nuestra vista: a esto le llamamos luna nueva o novilunio.

La luna demora unos 29 días en completar una vuelta alrededor de nuestro planeta (movimiento de traslación) a este tiempo se le denomina mes sinódico

Luna nueva

Cuarto creciente

A medida que la luna sigue su movimiento de traslación, va creciendo la superficie iluminada visible desde la tierra, hasta que una semana más tarde llega a mostrarnos la mitad de su hemisferio iluminado; es el llamado cuarto creciente

Una semana más tarde percibimos todo el hemisferio iluminado: es la llamada luna llena o plenilunio.

Luna llena

la semana siguiente, la superficie iluminada empieza a decrecer o menguar, hasta llegar a la mitad: es el cuarto menguante.

Cuarto menguante

CICLODEL AGUA

AUNQUE EL AGUA ESTA EN CONSTANTE MOVIMIENTO, SE ALMACENA TEMPORALMENTE, EN LOS OCEANOS, LAGOS, RIOS , ARROYOS, CUENCAS Y EN EL SUBSUELO

EL SOL CALIENTA EL AGUA SUPERFICIAL DE LA

TIERRA, PRODUCIENDO LA EVAPORIZACIÓN QUE LA

CONVIERTE EN GAS

ESTE VAPOR DE AGUA SE ELEVA HACIA LA ATMOSFERA DONDE SE ENFRIA PRODUCIENDOSE LA CONDENSACION

ASI SE JUNTAN PEQUEÑAS GOTAS QUE SE JUNTAN Y CRECEN HASTA QUE SE VUELVEN DEMASIADO PESADAS Y REGRESA A LA TIERRA COMO PRECIPITACION EN FORMA DE LLUVIA.

LLUVIA

CICLOS BIOGEOQUIMI

COS

Se denomina ciclo biogeoquímico al movimiento de cantidades masivas de carbono, nitrógeno, oxigeno, hidrogeno, calcio, sodio, sulfuro, fosforo entre los componentes vivientes y no vivientes del ambiente (atmosfera y sistemas acuáticos)

HAY TRES TIPOS DE CICLOS BIOGEOQUÍMICOS INTERCONECTADOS:

GASEOSO

SEDIMENTARIO

HIDROLÓGICO

Ciclo del nitrógeno

EL NITROGENO ES UN ELEMENTO QUIMICO QUE ESTA PRESENTE EN ACIDOS NUCLOICOS , CLOROFILA Y PROTEINAS.

N2

EL NITROGENO REPRESENTA EL 78 % DE LA ATMOSFERA TERRESTRE

EL FOSOFORO EN EL UNICO MACRONUTRIENTE QUE NO SE HAYA EN LA ATMOSFERA , SINO

UNICAMENTE EN FORMA SOLIDA EN LAS ROCAS.

CICLO DEL FOSFORO

AL MATERIALIZARCE ES CAPTADO POR LAS RAICES DE LAS PLANTAS Y SE INCORPORA A LA CADENA TROFICA DE LOS CONSUMIDORES VOLVIENDO AL SUELO EN LOS EXCREMTOS O BIEN TRAS LA MUERTE DEL ANIMAL. UNA PARTE ES ARRASTRA POR LOS RIOS HACIA LOS MARES DONDE LOS PECES LO CONSUMEN

El carbono es elemento básico en la formación de las moléculas de carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos, pues todas las moléculas orgánicas están formadas por cadenas de carbonos enlazados entre sí.

La reserva fundamental de carbono, en moléculas de CO2 que los seres vivos puedan asimilar, es la atmósfera y la hidrosfera. Este gas está en la atmósfera en una concentración de más del 0,03% y cada año aproximadamente un 5% de estas reservas de CO2, se consumen en los procesos de fotosíntesis, es decir que todo el anhídrido carbónico se renueva en la atmósfera cada 20 años.

CICLO DEL CARBONO

CICLO DEL OXIGENO

El oxígeno molecular (O2) representa el 20% de la atmósfera terrestre. Este oxígeno abastece las necesidades de todos los organismos terrestres que lo respiran para su metabolismo, además cuando se disuelve en agua, cubre las necesidades de los organismos acuáticos. En el proceso de la respiración, el oxígeno actúa como aceptor final para los electrones retirados de los átomos de carbono los alimentos. El producto es agua.

El ciclo se completa en la fotosíntesis cuando se captura la energía de la luz para alejar los electrones respecto a los átomos de oxígeno de las moléculas de agua. Los electrones reducen los átomos de oxígeno de las moléculas de agua. Los electrones reducen los átomos de carbono (de dióxido de carbono) a carbohidrato. Al final se produce oxígeno molecular y así se completa el ciclo.

El azufre es un nutriente secundario requerido por plantas y animales para realizar diversas funciones, además el azufre está presente en prácticamente todas las proteínas y de esta manera es un elemento absolutamente esencial para todos los seres vivos.El azufre circula a través de la biosfera de la siguiente manera, por una parte se comprende el paso desde el suelo o bien desde el agua, si hablamos de un sistema acuático, a las plantas, a los animales y regresa nuevamente al suelo o al agua.

CICLO DEL AZUFRE

CICLO DEL CALCIO

El calcio es un mineral que se encuentra en la litosfera formando grandes depósitos de origen sedimentario, que emergieron de fondos marinos por levantamientos geológicos. Muchas veces, estas rocas, contienen restos fosilizados de animales marinos con caparazones ricos en calcio; en mineralogía se conocen como rocas calizas. Finalmente, los ríos se encargan de que el destino final sea otra vez el fondo de los océanos, de los cuales, después de largos periodos, vuelven a emerger en forma de rocas

PARTE 8

CARACTERISTICAS Y DINAMICAS DE LA POBLACION

EVOLUCION

Es el proceso mediante el cual las poblaciones modifican sus características en el transcurso del tiempo.

MUTACIONCAMBIO EN EL MATERIAL GENETICO DE UN ORGANISMO.

POTENCIAL BIOTICO

Es la capacidad de los organismos para reproducirse en condiciones optimas.

LA CURVA EN FORMA DE J INDICA UN CRECIMIENTO MAS DINAMICO Y NUNCA SE NIVELA LO SUFICIENTE PARA DEFINIR LA CAPACIDAD PORTADORA.

La tasa de cambio poblacional equivale a la tasa de natalidad menos la tasa de mortalidad, mas o menos , la tasa de migración neta, así: TASA DE CAMBIO POBLACIONAL= tasa de natalidad- tasa de mortalidad+ tasa de migración neta.

Cuando la tasa de cambio poblacional tiene un valor positivo, se denomina tasa de crecimiento poblacional.

PARTE 9

FACTORES QUE DETERMINAN LA MAGNITUD DE LA POBLACION

DISTRIBUCION DE POBLACION EN SU RANGO DE TOLERANCIA

La resistencia ambiental comprende todos los factores bióticos y abioticos del medio, que tienden a disminuir la fertilidad y la supervivencia de los individuos de una población. Los dos tipos generales son extrínsecos e intrínsecos.

Factores intrínsecos

Factores extrínsecos

LOS NUTRIENTES SON SUSTANCIAS ABIOTICAS NECESARIAS PARA EL CRECIMIENTO Y LA REPRODUCCION DE PLANTAS Y ANIMALES. EL SUMINISTRO DE NUTRIENTES SE MANTIENE MEDIANTE EL MOVIMINTO DE LOS CICLOS BIOGEOQUIMICOS DE LAS PARTES INANIMADAS A LAS ANIMADAS DE UN ECOSISTEMA Y VICEVERSA.

MACRONUTRIENTESNECESARIOS EN CANTIDADES RELATIVAMENTE GRANDES

MICRONUTRIENTESNECESARIOS EN CANTIDAD RELATIVAMENTE PEQUENAS.

Rango de tolerancia

INTERACCIONES EN UNA COMUNIDAD

Las interacciones que exhiben un efecto negativo en una población son las mas efectivas para determinar la estabilidad en la comunidad, entre ellas tenemos las siguientes

COOPERACION

Ambas poblaciones se benefician , la interacción es opcional para ambas.

MUTUALISMO

Ambas poblaciones se benefician, la interacción es necesaria

COMENSALISMO

Una de las poblaciones se beneficia la otra resulta inafectada

AMENSALISMO

Una de las poblaciones es inhibida, la otra resulta inafectada

COMPETENCIA

Una población elimina a la otra , en el proceso ambas sufren

DEPREDACION

Una de las poblaciones se beneficia, la interacción es necesaria para la supervivencia del depredador

NICHOEs el conjunto de características que describen los recursos precisos que necesita un organismo para sobrevivir. Dos especies no pueden ocupar exactamente el mismo nicho.

PARTE 10

POBLACIONES HUMANAS

ENFERMEDADES

Son la principal causa que ha frenado el crecimiento de la población humana.

TRANCISION DEMOGRAFICAEl descenso en la tasa de natalidad que sigue a la industrialización se le conoce como transición demográfica.

PARTE 11

ESTRUCTURA Y FUNCION DE LOS ECOSISTEMAS

A pesar de ser sistemas abiertos y dinámicos, los ecosistemas poseen ciertas estructuras y funciones características, que son el resultado de la operación de varios sistemas cibernéticos que actúan a nivel de ecosistemas. Entre ellos tenemos a los siguientes.

COMUNIDADES BIOTICAS

Todas las poblaciones vegetales y animales, que interactúan en un área determinada.

Es una distribución en capas, o bien. Una serie de separaciones

ESTRATIFICACION

SUCESION ECOLOGICA

El proceso dinámico mediante el cual los ecosistemas modifican su orden para desarrollar una mayor estabilidad.

PRINCIPALES BIOMAS DEL MUNDO

BIOSFERA

Es el conjunto de todos los biomas

PARTE 12

ECOSISTEMAS HUMANOS

ECOSISTEMAS HUMANOSSe le llama así a los ecosistemas que controlo el hombre.

BIOSFERA MAYA

La Reserva de la biosfera maya es una superficie de 21,602.04 km², el espacio natural protegido más grande de Guatemala

Su riqueza biológica está caracterizada por un complejo ecosistema de selva, con gran abundancia de especies de flora y fauna, algunas de ellas endémicas. Los humedales y otros ecosistemas de la reserva son también utilizados por la fauna migratoria. Dentro del área se conocen más de 3, 000 especies de plantas vasculares, 327 especies de reptiles y anfibios, así como 220 especies de peces de agua dulce.

La Reserva fue creada en 1990 para proteger la mayor superficie de bosque tropical que aún existe en Centroamérica. El modelo de reserva de la biosfera, implementado por la UNESCO, tiene por objeto promover un equilibrio entre las actividades humanas y la biosfera mediante la inclusión del desarrollo económico sostenible en la política de conservación

PROFECIA MAYA

De acuerdo a los cálculos científicos mayas, este año 2012 se dará un cambio de época, es decir que termina el 13 baktun, una nueva era empezara

Y de acurda a las fuentes , este suceso tendrá lugar el 21 de diciembre del 2012.

Existen estelas y monumentos, donde se data la fecha de la última creación del mundo el 11 de agosto de 3114 a .C y acaban en el 13.0.0.0.0 siguiendo el sistema calendario de la cuenta larga. Resulta extraño encontrar varios monumentos esculpidos en diferentes épocas y regiones con la conocida fecha 13.0.0.0.0 13.0.0.0.0 corresponde a 13 baktunes o 13 x 144.000 días desde el origen del mundo. Teniendo en cuenta el origen del mundo como el 11 de agosto de 3114 a .C la fecha 13.0.0.0.0 del calendario maya de la cuenta larga corresponde al 21 de Diciembre del 2012.

ESTELA ¨C¨ DE QUIRIGUÁ

Es en la estela ¨C¨ del parque Quiriguá, ubicado en Izabal, donde se predice el cambio de época, que lo han malentendido con el fin del mundo, cosa que no es cierta, es mas bien el inicio de una nueva era para los mayas

Si son observadores , en una de las cara de la estela ¨C¨ de Quiriguá , esta marcado el numero trece en numeración maya, tanto en la imagen de abajo como en la estela.

MUCHAS GRACIAS