ecologÍa i -...

23-08-2016

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ECOLOGÍA I

Profesor Mauricio Hernández F – Biología 4° Medio

INTRODUCCIÓN

Ecología, término propuesto por el biólogo

alemán Ernst Haeckel en 1869, deriva de la voz

griega oikos que significa "casa" o "lugar para

vivir", y logia (= logos) es literalmente el estudio

de organismos "en su hogar"

La ecología se ocupa del estudio científico de las

interrelaciones entre los organismos y sus

ambientes, y por tanto de los factores físicos y

biológicos que influyen en estas relaciones y son

influidos por ellas.


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NIVELES DE ORGANIZACIÓN ECOLÓGICA


NIVELES DE ORGANIZACIÓN ECOLÓGICA


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FACTORES BIÓTICOS Y ABIÓTICOS


FLUJO DE MATERIA Y ENERGÍA EN EL ECOSISTEMA


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Los diferentes elementos químicos pasan del suelo, el agua o el aire a los organismos y de unos seres vivos a otros, hasta que vuelven, cerrándose el

ciclo, al suelo o al agua o al aire.

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS


CICLOS BIOGEOQUÍMICOS


Los ciclos biogeoquímicos presentan reservas en las que almacenan los

elementos. Estas reservas son generalmente, factores abióticos, por lo

que se clasifican en:

•Ciclo gaseoso: Los elementos circulan principalmente, entre la atmósfera y losorganismos, a través de grandes extensiones de superficie, por lo que presentan altavelocidad de reciclaje.Ej. oxígeno.

•Ciclo sedimentario: Los elementos circulan entre la litósfera, la hidrósfera y los seresvivos, con una muy lenta velocidad de reciclaje.Ej. fósforo.

•Ciclo hidrológico: El ciclo del agua, presenta gran estabilidad molecular, donde el aguainteractúa con los otros tipos de ciclos.

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CICLO DEL AGUA

CICLO DEL AGUA


CICLO DEL CARBONO


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Nitrógeno

Componente esencial de las proteínas y de la atmósfera

Estado gaseoso(N2)

Debe fijarse para su utilización

Acción química de alta energía

Biológico

Bacterias fijadoras de nitrógeno

Radiación cósmica

Relámpagos y rayos

CICLO DEL NITRÓGENO


•Nitrificación: Bacterias nitrificantes, quetransforman el amoníaco (NH3) en nitrito(NO2

-) y luego en nitrato (NO3-).

•Amonificación: Bacterias amonificantes o descomponedoras que transforman urea y ácido úrico en amoníaco (NH3).

•Asimilación: Los nitratos son absorbidos porlos vegetales través de las raíces, desde elsuelo. La planta lo transforma en amonio y suscélulas pueden sintetizar aminoácidos.

•Fijación: Bacterias aeróbicas y anaeróbicastransforman el nitrógeno gaseoso en ionamonio (NH4

+), ion nitrito (NO2-) o en ion

nitrato (NO3-).

•Desnitrificación: Las bacterias desnitrificantes delsuelo, transforman el nitrato (NO3

-) en nitrógenogaseoso (N2), regresándolo a la atmósfera.

CICLO DEL NITRÓGENO

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INCORPORACIÓN DE MATERIA Y ENERGÍA EN EL ECOSISTEMA


De la energía solar que alcanza la superficie de la tierra, un 1% es

derivada a los sistemas vivos, a través de la fotosíntesis.

En este proceso, la energía lumínica se convierte en energía química y

el carbono proveniente de la atmósfera se convierte en moléculas

orgánicas. En estas reacciones se gasta agua y se libera oxígeno, que

es usado por los organismos heterótrofos.

INTRODUCCIÓN


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Los cloroplastos son organelos abundantes (50 a 60 por célula), donde

se produce la fotosíntesis, distinguiéndose las membranas tilacoidales,

donde se encuentran los fotosistemas I y II.

CLOROPLASTOS


El proceso consta de dos partes:

• Fase dependiente de luz o luminosa, en los tilacoides

• Fase independiente de luz u oscura, en el estroma

FASES DE LAS FOTOSÍNTESIS


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En los Fotosistemas, seacumulan los pigmentospara captar la luz.El pigmento principal esla clorofila a, y ayudan aeste proceso lospigmentos accesorioscomo: xantófilas,carotenoides,ficiocianinas yficoeritrinas.

ENERGÍA LUMINOSA

2e-

Complejo antena

Centro de reacción

FASE DEPENDIENTE DE LA LUZ


2 H + 1/2 O 2

Fotólisis del agua

Centro de ReacciónClorofila

Luz

AceptorPrimario

deElectrón

Generación de energía

Centro de ReacciónClorofila

AceptorPrimario

deElectrón

Producción deNADPH

Luz

NADP

1

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Fotosistema II

Fotosistema I

FASE DEPENDIENTE DE LA LUZ


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Fase independiente de luz o fase oscura:Se produce en el estroma, aquí se logra la fijación del CO2 para obtener productos orgánicos. Esta fase es dependiente de la anterior, ya que se requiere de ATP y NADPH.

FASE INDEPENDIENTE DE LA LUZ


celular

FOTOSÍNTESIS

Fase luminosa

Fase oscuraAprovechamiento de laenergía solar, que quedaretenida como uncompuesto orgánico

significa …

ocurre en los …

ocurre en el…

Tilacoides

Estroma

utiliza … utiliza …

Agua, ADP, NADP+, clorofila y energía solar

Dióxido de carbono, ATP y NADPH

genera …genera …

Glucosa, ADP y NADP+

ATP, NADPH y oxígeno


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Factores internos

Son aquellos propios de las plantas y que hacen variar la tasa fotosintética:

• Presencia de estomas• Pigmentos• Contenido de agua

Estoma

H2OCO2

FACTORES QUE AFECTAN A LA FOTOSÍNTESIS


Factores externos

Temperatura: en términos

generales, la temperatura

entre 10 y 35 ºC es la

óptima para la mayoría de

las plantas. La tasa

fotosintética cae

notablemente en

temperaturas cercanas a

los 60 ºC.



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Intensidad de la luz: las plantas que reciben menos luz, realizan menosfotosíntesis que las que están a la luz. Sin embargo, la relación no esdirectamente proporcional, ya que si la planta se encuentra a pleno sol, latasa fotosintética decae muchísimo, porque la alta cantidad de energíasolar y la elevada temperatura dañan su desarrollo.



Concentración de CO2: el CO2 es la molécula utilizada por las plantas para producirdiversas moléculas orgánicas. La falta de él disminuye la productividad y enexceso el proceso de fotosíntesis se satura, ya que depende de la acción deenzimas.



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Variable dependiente es

aquella que no es controlada

por el investigador, para este

ejemplo corresponde a la

__________________.

Variable independiente es

aquella manipulada por el

investigador, para este

ejemplo corresponde a la

_____________.

tasa fotosintética

temperatura



CADENAS Y TRAMAS TRÓFICAS


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Las moléculas orgánicas que forman los tejidos vivos contienen elevada

energía de enlace (energía química). En cambio, moléculas inorgánicascomo el CO2, poseen baja energía química. En esta relación entre

ganancia y pérdida de energía química encontramos la dinámica de los

ecosistemas.

Los productores cumplen con la función de formar moléculas orgánicas

para su organismo a partir de la materia inerte del medio. Estaconversión es posible gracias a la energía luminosa. Por su parte los

consumidores toman de los productores la energía que necesitan para

cumplir con sus funciones.

Al analizar los aportes de cada uno de los integrantes de las cadenasalimentarias, nos podemos dar cuenta de que los productos y

subproductos de cada grupo son el alimento del otro.


Primera ley de la termodinámica: “La energía no se crea ni se destruye, solo setransforma”.

De esta manera, la energía proveniente de la luz solar es transformada en energíaquímica en los vegetales, a través del proceso de fotosíntesis. Esta energía seráutilizada por la planta como alimento y degradada en el proceso de respiracióncelular.

Segunda ley de la termodinámica: “Una parte de la energía que se encuentradisponible para realizar trabajo, se transforma en calor al pasar de una forma aotra. Esta energía escapa al ambiente perdiéndose.”

La cantidad de energía que parte y la cantidad de energía que llega al último niveltrófico son significativamente distintas. En consecuencia, la transferencia deenergía se realiza en forma ordenada en un flujo unidireccional.

LEYES DE LA TERMODINÁMICA


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Los seres vivos de los

ecosistemas se organizan en los

llamados niveles tróficos.

Esta organización se centra en

como la energía fluye en los

procesos alimenticios de cada

individuo, organizándose en las

llamadas cadenas tróficas o

alimenticias.

NIVELES TRÓFICOS


Una cadena alimentaria (o cadena trófica) corresponde a la corriente de

energía y nutrientes que se establece entre las distintas especies de un

ecosistema en relación con su nutrición.

CADENAS TRÓFICAS


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Las cadenas tróficas no tienen más de 4 o 5 niveles tróficos debido a que

un alto porcentaje de la energía que reciben los organismos se emplea en

los procesos vitales y solo un 10% de la energía, aproximadamente, es

transferida a los siguientes niveles (regla del 10%).

CADENAS TRÓFICAS


En la naturaleza no

existen cadenas tróficas

como tal, en su concepto

lineal.

Existen conjuntos de

cadenas superpuestas que

interactúan entre sí, las

llamadas tramas o redes

alimentarias (o tróficas).

REDES TRÓFICAS


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La pirámide ecológica es otra forma de representar las relaciones

tróficas que se establecen en un ecosistema. Existen distintos tipos de

pirámides.

Productores

Herbívoros

Carnívoros

PIRÁMIDES ECOLÓGICAS


La pirámide de número representa

la cantidad de individuos que es de

cada nivel trófico de un ecosistema.

Estas pirámides pueden adoptar

una forma invertida cuando los

productores son de gran tamaño

(por ejemplo, los árboles de un

bosque).

PIRÁMIDES ECOLÓGICAS DE NÚMERO


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La pirámide de biomasa

representa la cantidad de

materia viva que presenta un

ecosistema.

Generalmente, esta se calcula

en gramos por metro cuadrado

y considera solo el peso seco

de los seres vivos.

PIRÁMIDES ECOLÓGICAS DE BIOMASA


La pirámide de energía representa como fluye esta en los ecosistemas

(siempre lo hace desde los productores hacia los consumidores).

No tiene la posibilidad de invertirse, pues responde a la primera y

segunda ley de la termodinámica.

PIRÁMIDES ECOLÓGICAS DE ENERGÍA


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Proceso por el cual los organismos que viven en un medio, que contiene

una concentración relativamente baja de una sustancia química, pueden

llegar a aumentarla en sus tejidos, alcanzando concentraciones

considerablemente más altas que las existentes en el medio, debido a

que dicho contaminante es poco susceptible a ser metabolizado y,

además es liposoluble, lo que ocasiona efectos negativos sobre su salud.

Son sustancias potencialmentebioacumulables los metales pesados,el DDT, el lindano, los compuestosorganofosforados, los compuestos quecontienen bifenilos policlorados(policloruro de bifenilo o PCBs), eltrióxido de antimonio, entre otros.

AMPLIFICACIÓN BIOLÓGICA


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