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Ecologa GeneralEcologa General--IIII
Edilberto Chuquiln Bustamante, Blgo.Edilberto Chuquiln Bustamante, Blgo. M.ScM.Sc..Profesor AsociadoProfesor Asociado D.ED.E
rea de Biologa y Administracin del Ambienterea de Biologa y Administracin del AmbienteDepartamento Acadmico de los Recursos Naturales RenovablesDepartamento Acadmico de los Recursos Naturales Renovables
Facultad de Recursos Naturales RenovablesFacultad de Recursos Naturales RenovablesUniversidad Nacional Agraria de la SelvaUniversidad Nacional Agraria de la Selva
[email protected]@yahoo.es
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El suelo como sustrato Ecosistema Producto natural de
meteorizacin de las rocas y dela accin de los seres vivos. Unidad tridimensional Composicin:
Materia mineral 45%
Materia orgnica 5% (sustanciashmicas 50%, sustancias nohmicas 30 %,macromateriaorgnica 16%,biomasa viva 4%)
Agua 25% Aire 25%
Reservorio nutricional para losorganismos fotosintticos yquimiosintticos
Fases: Slida: materia mineral y
orgnica Lquida: agua Gaseosa: CO2y O2
Agregado de suelo: minerales y componentesorgnicos. La mayora de colonias demicroorganismos estn adheridas a las partculas del
suelo y son pocos los que estn libres en el aguaintersticial.
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El suelo como sustrato Formacin:
Meteorizacinfsica y qumica Implica 5
factores: Material madre
Clima Factoresbiticos
Topografa Tiempo
S(f)= clima +vegetacin Horizontes
Horizonte O
Capa de materia vegetal sindescomponer Horizonte A
Suelo superficial rico enmateria orgnica, actividadmicrobiana alta
Horizonte B Subsuelo con humus,material lixiviado, pobre en
materia orgnica, actividadmicrobiana menor que en elA)
Horizonte C Suelo base que se
desarrolla a partir de laroca madre, actividadmicrobiana muy bajaBlgo. Chuquiln Bustamante, E.
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Biomasa del suelo Microfauna 70%
Macrofauna 22% Races 8%
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Nutrientes
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Nutrientes
Para especies arbreas el rangoptimo de pH del suelo es: 5.2 6.2
Las concentraciones de Ca, Mg y K
son bajas en suelos muy cidos El Al, Fe, Mn tienden a ser ms
solubles en suelos cidos
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Nutrientes
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Radiacin solar
Ondas electromagnticas Constante solar = 1353 W/m2 = 1.94 cal/cm2/min
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- 31% de la
energa solar esreflejada
- 19%
absorbida/atmsfera
- 49% es
absorbida por elsuelo, agua yvegetacin
- < 1% utilizadapor lafotosntesis
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Radiacin solar Origina los patrones trmicos
Causante de los patrones de circulacin delos vientos y corrientes marinas
Influye en la distribucin de lasprecipitaciones Fuente de energa para el planeta Tierra
Es un recurso continuo? Luz visible = 400 700 nm = PAR (RFA)
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1 10 102 103 104 105 106
RayosGamma
Rayos X RayosUV
RayosIR
Luz
Visible
AZUL-VERDE
VERDE
VERDE-A
MARILLO
Longitud de Onda (nm)
300 400 500 600 700 800
AMARILL
O
NARANJA
VIOLETA
AZUL
ROJO
OndaCorta
OndaLarga
Espectro de la radiacinsolar
RayosGamma
MicroOndas
TV Radio
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Cubierta vegetal y luz
Gradientelumnico Intensidad
Duracin Longitud deonda
Estratificacin y disminucin de la luz en un bosqueModificadode Krebs (1978)
Intensidad de la luz (%)Blgo. Chuquiln Bustamante, E.
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Condiciones de radiacin en distintostipos de vegetacin (a) bosque planifolio
de zona templada 100% = RFA (55Klux)
10% = prdida porreflexin
79% = rbolesplanifolios
7% = rbolesaciculifolios
2% = arbustos 2% = estrato
herbceo,muscinal y suelo > ISF, < cantidad
de luz que llega alsuelo
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Absorcin de luz por los pigmentos fotosintticos en elespectro de radicacin solar
v a ve am an r
A
bsorcin
relativa
clorofilascarotenoides
Clorofila Absorbe luz
roja y violeta Refleja luz
verde y azul
Carotenoides Absorben luz
azul y verde Reflejan luz
amarilla yanaranjada
400 500 600 700Longitud de onda (nm)Blgo. Chuquiln Bustamante, E.
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Fotosntesis y cantidad
de luz Punto de saturacin Punto de
compensacin fotoinhibicin
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Radiacin y zonacin de lagos yocanos
Distribucin de laradiacin solar en unlago eutrfico de clima
templado, en laestacin de verano,Europa
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Luz y adaptaciones Relojes biolgicos y ciclo cicardiano
Fotoperodo (Modelo de Bnning) Plantas tolerantes a la sombra? Plantas intolerantes a la sombra?
Cada estacional de hojas Fototaxias y fototropismos Coloraciones crpticas, aposemticas,
mimetismo Defensas contra la radiacin UV
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Temperatura Los organismos viven en un ambiente trmico Temperatura ambiental vs distribucin y abundancia,
microclima, altitud, latitud, profundidad, oxgeno Temperatura y fotosntesis Tiempo fisiolgico: grados-da Temperatura como estmulo: germinacin de semillas
Aclimatacin y aclimatizacin (Rana pipiensa 5C y 25C) Temperaturas altas: coagulacin de enzimas,deshidratacin, respiracin > fotosntesis
Temperaturas bajas: cristalizacin de enzimas
Temperatura y variabilidad gentica Adaptaciones al calor y fro: mecanismos de endotermia,ectotermia y heterotermia; sobreenfriamiento, tiriteo,hibernacin (topor diario y estacional), diapausa yletargo, estivacin
Migraciones Blgo. Chuquiln Bustamante, E.
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Temperatura
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Ambiente trmico Formas de
transferencia decalor entreorganismos y su
ambiente Radiacin Conduccin conveccin Evaporacin
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V i i i li ti d l
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Variacin microclimtica de latemperatura
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Temperatura y clasesorganismos
Homeotermos
T ambiental T corporal Poiquilotermos
T ambiental T corporal ????
Aves y mamferos
T corporal cuandohibernan
Endotermos Regulan su T produciendo
calor dentro su cuerpo Aves y mamferos Ectotermos
Para regular su T
corporal dependen defuentes externas de calor Peces, reptiles, anfibios,
plantas, protistas, hongos ????
Abejas y liblulasproducen calor pararegular su T duranteperodos limitados
En Philodendronel calor
metablico mantieneconstante la T de lasflores
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T t t b li
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Temperatura y metabolismo
La tasa de consumo deoxgeno del escarabajo de la
patata aumenta con la
temperaturaQ10 = 2.5(Vant Hoff)
Regulacin entre factores abiticos y biticos en los presupuestos
de energa de un vertebrado ectotermoBlgo. Chuquiln Bustamante, E.
Aclimatacin y aclimatizacin
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Aclimatacin y aclimatizacin
Respuestas
diferentes a latemperatura enlas distintas
fases dedesarrollo dePisum sativum
ReglasReglastrmicastrmicas Longitud 4cm 2cm 1cm
Peso 64g 8g 1gSuperficie (S)96cm 24cm 6cmVolumen (V) 64cm3 8cm3 1cm3S/V 1.5 3 6
Relacin entre la superficie y volumen. Unanimal pequeo tiene ms superficie por unidad
de volumen que un animal grande
Los animales pequeos tienenmetabolismo mas elevado que los de
gran tamao Blgo. Chuquiln Bustamante, E.
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Zonacin y estratificacin
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El agua como factor ambiental
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El agua como factor ambiental(recurso y condicin)
Composicin molecular Molcula de agua: 1H216O PM: 18.0154 El agua pura es una sustancia:
polmero (H2O)n , n>8 Composicin isotpica:
16O (99.75959, 17O (0.037%),18
O (0.204%) 1H (99.985%), 2H (0.015%), 3H Determina sus propiedades
Polaridad molecular y enlaceshidrgeno (viscosidad y tensin
superficial) Fuerzas de cohesin y adhesincapilaridad y tensin
superficial
O(-)
H(+)
H(+)
105
O ---- H ---- O
H
H H
O
H
H
O
H
H
O
O
H H
O
H H
H
H
O
O
H H
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El agua como factorambiental
Respuestas de los organismosfrente a la disponibilidad de
agua Osmosis y potencial osmtico Capacidad de campo Agua capilar, agua
higroscopica
Fotosntesis La cantidad de agua empleadaen la fotosntesis es muypequea en relacin alvolumen que pasa a travs de
la planta Al absorber CO2, las plantaspierden agua
Humedad relativa
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El agua como
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factor
ambiental
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Dixido de
carbono Fuente de C para la fotosntesis Producto final del proceso de
descomposicin, respiracin En la atm. 300 ppm Flujo:
Ascendente (noche): suelo vegetacin atmsfera
Descendente (da): atmsfera
vegetacin Con fotosntesis mxima: Campo: 264 ppm Laboratorio: 5 10 ppm
La disponibilidad de CO2 es poco variable
En el agua: 200 veces ms soluble que el oxgeno H2O + CO2 H2CO3 HCO3- + H+ H2CO3 H2CO3 + OH- HCO3- + H2O H2CO3 CO2 + H+
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Dixido de carbono
Bomba biolgica: Mecanismo quetransporta C en contra de un gradiente de
concentracin en un medio acuticoBlgo. Chuquiln Bustamante, E.Distribucin vertical de CO2y pH en un lago estratificado
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Oxgeno CO2 + H2O C6H12O6 + O2 C6H12O6 + O2 CO2 + H2O + ATP
Produccin fotoqumica de oxgeno y ozono en la atmsfera prebiolgica
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OxgenoOrganismo OD mnimo
(mg/l)
Trucha 6.5
Larvas
voladoras
4
Carpa 2
Larvas demosquitos 1
Fotosntesis aerbica Fotosntesis anaerbica Quimiosntesis aerbica Quimiosntesis anaerbica Respiracin aerbica
Respiracin anaerbica Rango de OD (dependiendo dela T y P):* 0 15 mg/l
* 7 15 mg/l en los arroyosde montaas, y sus niveles msbajos entre 2 y 11 mg/l
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Variacin de T y OD en
un lago eutrfico yoligotrfico. A)Estratificacin estival,
B) estratificacininvernal
Perfil de OD en el ocano y
concentracin en aguassuperficiales del ocano
Temperatura
C
Agua dulce
ml O2/l
Agua de mar
ml O2/l
0 10.3 8.0
10 8.0 6.415 7.2 5.8
20 6.5 5.3
30 5.6 4.5
Blgo. Chuquiln Bustamante, E.