biosfera
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BIOSFERA
CONCEPTOS BÁSICOS
• Biosfera: capa de la Tierra donde existe la vida.
• Ecosistema: – Biotopo: características. – Biocenosis:
• Productores: Fotosintéticos - Quimiosintéticos • Consumidores • Descomponedores
• Ecosfera. • Biomas.
Biocenosis
• Población
• Comunidad
Asociaciones Intraespecíficas
Asociaciones Interespecíficas
HÁBITAT
NICHO ECOLÓGICO
• Potencial
• Real
BIODIVERSIDAD
Diversidad de especies, abundancia relativa. Diversidad de ecosistemas en el planeta. Diversidad genética. Cumbre de la Tierra Rio de Janeiro 1992
FACTORES LIMITANTES DE LA PRODUCCIÓN PRIMARIA
(Ley de Liebig o del Mínimo)
Ecosistemas Terrestres
• Luz: disposición de los centros de captación y de reacción.
• Temperatura: desnaturalización de la RubisCo. • Humedad: cierre de estomas: C3, C4 y CAM. • Nutrientes: P y N. Aporte de energías externas. • Concentración de CO2 atmosférico: fotorrespiración
Ecosistemas Acuáticos
• Luz: zona fótica y afótica. • Temperatura: disolución de oxígeno. • Oxígeno: depende de la temperatura y la materia en
descomposición. • Nutrientes: aporte energías externas: afloramientos.
EL CICLO DE LA MATERIA EN LOS ECOSISTEMAS
CICLO DEL CARBONO
CICLO DEL NITRÓGENO
CICLO DEL FÓSFORO
LOS NIVELES TRÓFICOS
LOS PRODUCTORES
Son organismos autotrofos, fotosintéticos o quimiosintéticos. - Fotosintéticos: plantas, algas y bacterias fotosintéticas. Utilizan la
energía solar para la síntesis de compuestos orgánicos. E solar + CO2 + Agua + Sales Glucosa + H20 + O2
- Quimiosintéticos: bacterias quimiosintéticas. Oxidan compuestos de hierro, azufre, etc, para obtener la energía
necesaria en la síntesis de compuestos orgánicos.
LOS CONSUMIDORES
• Primarios: son los herbívoros, que se alimentan de productores.
• Secundarios: se alimentan de consumidores:
– Carnívoros: se alimentan de herbívoros. – Carnívoros finales : se alimentan de carnívoros. Los Omnívoros se alimentan tanto de productores como de
consumidores. Los Necrófagos (carroñeros) se alimentan de cadáveres. Los Saprófitos (detritívoros) se alimentan de detritos, materia
muerta en descomposición.
LOS DESCOMPONEDORES
• Gusanos, Hongos y Bacterias que descomponen la materia orgánica muerta en moléculas simples, que pueden volver a asimilar los productores.
Cierran el ciclo de la materia en el ecosistema, de
modo que se trata de un ciclo cerrado (la materia es reciclada)
Cadenas Tróficas
• Son representaciones lineales del flujo del alimento en un ecosistema.
Ejemplos:
1. Pasto Saltamontes Ratón Culebra Halcón 2. Pasto Conejo Halcón 3. Pasto Saltamontes Sapo Culebra Halcón
Consumidor cuaternario
Consumidor terciario
Consumidor secundario
Consumidor primario
Productor
Redes Tróficas
• La unión de todas las cadenas tróficas de un ecosistema forma una red trófica.
LA ENERGÍA EN LOS ECOSISTEMAS
Energía química almacenada
Respiración y fermentaciones
Energía para realizar otros procesos metabólicos:
reproducción, crecimiento…
Energía degradada
• La energía se pierde como calor, no se recicla, describe un flujo (no un ciclo).
• Los compuestos inorgánicos se reciclan, forman un ciclo cerrado.
Pirámides Ecológicas
Constituyen otra forma de representar las relaciones tróficas de un ecosistema, pudiendo ser:
- De Biomasa. - De Números. - De Energía.
Parámetros Tróficos
Sirven para evaluar el rendimiento ecológico de un nivel trófico, o del ecosistema completo.
Biomasa: Q en peso de materia total (viva o muerta).
Se mide en gr C/m2.
Producción Bruta: Q de biomasa fabricada por
unidad de tiempo. Se mide en gr C/m2 ∙ dia
Producción Neta: Q de biomasa que queda
disponible para el siguiente nivel por unidad de tiempo.
Pn = Pb – R R: materia quemada en procesos de respiración
celular.
Productividad: velocidad con la que se renueva un nivel o ecosistema (tasa de renovación).
P = Pn/B Tiempo de Renovación: tiempo que tarda en
renovarse toda la biomasa del nivel o ecosistema.
Tr = B/Pn
Eficiencia: evalúa el rendimiento de un nivel trófico. - Productores: E asimilada / E incidente < 2% Pn / Pb (incorporada frente a asimilada)
- Consumidores: Pn / Pn del nivel anterior
REGLA DEL 10%
La principal razón de que las cadenas tróficas tengan pocos eslabones, es que la energía que va quedando para los niveles siguientes es menor, aunque los
niveles sean progresivamente más eficaces.
Dinámica de Ecosistemas
Rango de Tolerancia
• Rango de valores para un determinado parámetro FQ, entre los cuales una especie puede vivir.
– Eurioicas: generalistas (rangos de tolerancia
amplios): r estrategas – Estenoicas: especialistas (rangos de tolerancia
estrechos): k estrategas
Dinámica de Poblaciones
• Población: conjunto formado por los individuos de una misma especie, que habitan en un mismo lugar.
• Crecimiento Poblacional: Curva en S Curva en J
• Ley del Crecimiento de las Poblaciones:
N t + 1 = Nt (1 + r) r ( potencial biótico) = TN – TM r = 0 población estacionaria r > 0 r < 0
Estrategias de Crecimiento
• R estrategas potencial biótico alto, elevada TN y TM. Generalistas.
• K estrategas potencial biótico bajo,
reducida TN y TM. Especialistas.
DINÁMICA DE COMUNIDADES
Una Comunidad es un conjunto de poblaciones que interaccionan entre sí en un ecosistema.
• Sistema Depredador / Presa • Sistema Parásito / Hospedador • Competencia • Mutualismo • Simbiosis
Sistema Depredador / Presa
Competencia
Individuos que compiten por un recurso escaso. - Intraespecífica: individuos de la misma
especie. - Interespecífica: individuos de distintas
especies.
NICHO ECOLÓGICO
Es el papel que desempeña una especie en un ecosistema, considerando:
- Relaciones tróficas. - Relaciones con el ambiente. - Funciones ecológicas.
Nicho Ideal – Nicho Real
SUCESIÓN ECOLÓGICA
Cambios que experimenta un ecosistema a lo largo del tiempo.
Reglas de las Sucesiones • Aumento de la biodiversidad. • Aumento de la estabilidad. • Cambio de unas especies por otras:
• R estrategas (generalistas) K estrategas
• Aumento en el número de nichos. • Evolución de los parámetros tróficos: Reducción de la
productividad (tasa de renovación) p = P / B
Madurez Ecológica: estado en un momento determinado de la sucesión ecológica.
Clímax: estado final, de máxima complejidad. Regresión: proceso inverso. Tipos de Sucesiones: - Primarias: parten de territorio sin suelo
formado. - Secundarias: parten de un terreno que sufrió
una regresión.
Causas de las Regresiones
• Deforestación: Bosques templados / Bosques tropicales
• Incendios Forestales: Especies pirófilas
• Introducción de Especies: Ejemplos: Conejo en Australia Cangrejo Americano
LOS RECURSOS DE LA BIOSFERA
La biosfera como fuente de recursos materiales
Recursos alimentarios Productos útiles para la agricultura
Materias primas para las industrias química y textil
Materias primas para la industria farmacéutica
Recursos energéticos
La biosfera como fuente de servicios ecológicos
Mineralización
Polinización
Homeostasis de la composición atmosférica
Homeostasis del sistema climático
Edafización
La agricultura y la silvicultura
Agricultura de subsistencia Agricultura extensiva
Agricultura intensiva
Impactos negativos de la agricultura y las explotaciones forestales
Impactos sobre masas forestales
Impactos sobre el aire
Impactos sobre las redes tróficas
Impactos sobre la biodiversidad
Impactos sobre las corrientes y masas de agua, los acuíferos y el suelo.
Impactos sobre el medio humano
La ganadería
Ganadería de subsistencia Ganadería extensiva
Ganadería intensiva
Impactos negativos de la ganadería
Impactos sobre la cubierta vegetal
Impactos sobre el suelo, las masas de agua y los acuíferos
Impactos sobre la atmósfera
Impactos sobre los animales
Impactos sobre la salud humana
Impactos sobre la economía
Pesca de subsistencia
La pesca
Pesca de bajura
Pesca de altura
Sistemas de pesca
Palangres Redes de deriva
Redes de arrastre Redes de cerco
La acuicultura
Acuicultura de subsistencia Acuicultura extensiva
Acuicultura intensiva
Recursos energéticos de la biosfera
Combustión Producción de energía eléctrica en centrales de biomasa Fabricación de bioetanol
Carbonatación Biodiésel y bioqueroseno Metanización o biometanización
Impactos derivados del uso de los recursos energéticos de la biosfera
Ventajas de la obtención de biogás: • Reducción del volumen de residuos • Elimina materia orgánica y reduce el riesgo de explosiones • Pérdida de capacidad contaminante •Obtención de energía útil
Ventajas de la incineración de residuos: • Reducción del volumen y
la capacidad contaminante de los residuos •Obtención de energía útil Inconvenientes de la incineración
de residuos: • Bajo rendimiento •Necesidad de tratamiento previo • Su combustión produce sustancias
contaminantes
Inconvenientes del cultivo vegetal para uso energético: • Su uso produce CO2 • Las técnicas de cultivo producen impactos negativos • Su empleo compite con otros usos y hace que su precio
aumente
IMPACTOS SOBRE LA BIOSFERA PÉRDIDA DE BIODIVERSIDAD
Intraespecífica Interespecífica Ecosistémica
NIVELES DE BIODIVERSIDAD
En el acervo génico de una población, que se expresa en las variaciones observables entre individuos de la misma especie.
En la variedad de especies que forman la comunidad o biocenosis de un ecosistema.
En la variedad de ecosistemas que se encuentran en una región.
Ecosistemas terrestres Ecosistemas acuáticos
Causas de la pérdida de biodiversidad
• Explotaciones agrícolas y ganaderas
• Influencia de factores limitantes
• Recurrencia de eventos destructivos
• Urbanización
• Otras intervenciones antrópicas
•Estratificación de las masas de agua
•Recurrencia de eventos destructivos
•Explotación intensiva
•Contaminación
•Escasa transparencia del agua
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M.a. N.º de familias 200 400 600 800 1000
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Evolución de la biodiversidad
Primera gran extinción (Cámbrico-Ordovícico)
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M.a. N.º de familias 200 400 600 800 1000
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Evolución de la biodiversidad
Segunda gran extinción (Ordovícico-Silúrico)
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Evolución de la biodiversidad
Tercera gran extinción (Silúrico-Devónico)
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M.a. N.º de familias 200 400 600 800 1000
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Evolución de la biodiversidad
Cuarta gran extinción (Pérmico-Triásico)251
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M.a. N.º de familias 200 400 600 800 1000
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Evolución de la biodiversidad
Quinta gran extinción (Triásico-Jurásico)
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M.a. N.º de familias 200 400 600 800 1000
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Evolución de la biodiversidad
Sexta gran extinción (Cretácico-Cenozoico)
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M.a. N.º de familias 200 400 600 800 1000
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Pérdida de Biodiversidad
Tiempo Geológico: extinciones masivas:
1 especie cada 500 – 1000 años.
Indice del Planeta Viviente PNUMA (1979 – 1999):
Ecosistemas forestales: 12% Ecosistemas de Agua Dulce: 50% Ecosistemas Oceánicos: 35 %
Causas
• Sobreexplotación: deforestación (pérdida de bosques), sobrepastoreo, comercio ilegal, etc.
• Alteración y destrucción de hábitats. • Introducción de especies: foráneas, artificiales, etc. • Contaminación.
Medidas contra la pérdida de Biodiversidad
• Creación de redes de espacios naturales protegidos. • Protección de especies en peligro. • Legislación: Convenio CITES (1973):
– 800 especies en peligro de extinción. – 29000 especies amenazadas.
• Creación de bancos de genes. • Realización de estudios sobre el estado de los ecosistemas. • Fomento del ecoturismo. • Fomento de la educación ambiental.