Flujo de Energía y Transferencia de Energía

• Cadena alimenticia: arreglos lineares que muestran la transferencia de energía y material orgánico a través de varios niveles tróficos de organismos marinos

• Productores primarios

• Consumidores: Primarios, Secundarios, Terciarios

• Trofodinámica: examina los factores que afectan la transferencia de energía y materiales entre los niveles tróficos y ultimadamente controla la producción secundaria.

Representación esquemática del reciclaje mineral y flujo de energía

en ecosistemas marinos

• La descomposición libera formas inorgánicas de elementos esenciales, estos estarán disponibles otra vez para ser tomados por los organismos autótrofos

• La energía tiene un flujo unidireccional. Parte de la energía es perdida en cada transferencia al siguiente nivel trófico ya que mucha de la energía química incorporada en compuestos orgánicos es convertida en energía calorífica y es disipada en la respiración.

• El tamaño de los organismos generalmente se incrementa con cada nivel trófico, pero el tiempo de generación es mucho mas largo

• Desigualdades en tiempos de generación hace que la biomasa total en cada nivel trófico consecutivo disminuya muy poco

Biomasa promedio de organismos con diferente tamaño y cadenas alimenticias marinas. La línea

superior Océano Antártico, alta productividad. La línea inferior Pacífico Ecuatorial, baja productividad.

• La eficiencia con la que la energía es transferida entre niveles tróficos (E) Eficiencia Ecológica. Cantidad de energía extraída de un nivel trófico dado divido para la energía ofrecida a ese nivel trófico. Eficiencia transferida (Et)

• ET = Pt / Pt – 1

• Pt = producción anual al nivel trófico t• Pt-1 = producción anual en t – 1• La producción puede estar definida en

términos de energía , o en términos de biomasa.

• El número de eslabones en una cadena alimenticia puede variar localmente y podría estar determinada por el tamaño individual de los productores primarios

• 6 niveles tróficos Océano abierto• 4 en plataformas continentales• 3 en zonas de afloramiento

Comparación de cadenas alimenticias en diferentes hábitats

Redes Tróficas

• Muchos organismos pueden ser devorados por mas de un organismo, y muchos devoran mas de una especie.

• La red trófica envuelve interacciones múltiples y cambiantes entre organismos

• Redes tróficas polares: mas simples

Representación diagramática de una red alimenticia en el Océano

Antártico

• Relaciones competitivas entre especies pueden disminuir la biomasa de especies comerciales de niveles altos

Competencia por alimento y la pérdida resultante de energía en niveles

tróficos altos

Análisis cuantitativo del flujo de energía a través de una red alimenticia

del Mar del Norte basada en los principales grupos de organismos en

lugar de especies individuales

El Círculo Microbiológico

• La regeneración de nutrientes en el mar es parte vital en la interacción entre niveles tróficos altos y bajos.

• Bacteria y Protozoos planctónicos

• Detritus particulado descompuesto por bacteria, puede utilizar también materia orgánica soluble

• El círculo microbiológico es importante por incrementar la eficiencia de la cadena alimenticia a través de la utilización de las pequeñas fracciones de la Materia Orgánica Particulada (POM) y la Materia Orgánica Disuelta (DOM) la cual es medida como Carbono Orgánico Disuelto (DOC)

Relaciones Energeticas

• Medidas de producción secundaria• La producción de la población de zooplancton es

definida como el total de nueva biomasa de zooplacton producida por unidad de tiempo, sin importar si sobrevive la final del periodo

• B= X x w• X número de individuos de la población y w peso

promedio de un individuo

La cadena alimenticia

• Produccion Primaria Pelagica:• Algunos de los alimentos ingeridos por las

hervivoros planctonicos no son totalmente digeridos lo que contribuyen a los restos organicos que se depositan en el fondo del mar.

• Se asume el 70% de la comida digerida es usada para por la respiracion y el 20% para Produccion Secundaria

• Gross Conversion Efficiency (GCE)

• GCE = el valor calorífico del tejido nuevo formado / valor calorífico del alimento ingerido

• Se resume:• Energia que ingresa por alimentación = 960 kcal

* m-2 * yr-1

• 10 % no asimilada expulsada = 96 kcal m-2 * yr-1 a detritus

• 70% para respiración y movimiento = 672 kcal* m-2 * yr-1 perdidos del sistema

• 20% utilizado para producción secundaria = 192 kcal* m-2*yr-1

• Ejemplo:• Valores calorificos para copepodos y eufasidos

que existen alrededor de las Isala Britanicas son generalmente 5.0 kcal g-1 dry wt. Lo que resulta una Producción Secundaria de 192/5 = 38.4 kcal g dry wt * yr-1 o (si 1 g dry wt = 0.44 g C) 38.4 * 0.44 = 16.9 g C m-2 * yr-1

Produccion Pelagica Terciaria

• Los predadores generalmente usan una proporcion mas alta de su alimento para la respiracion

• Generalmente se estima 10% (GCE = 0.1) para la conversion de alimento a nuevo tejido.

• Lo que permite:• Energia que entra por predacion = 170 kcal m-

2* yr-1

• 10% eliminado no asimilado = 17 kcal m-2 * yr-1 a detritus

• 80% utilizado en respiracion = 136 kcal m-2 * yr-

1 perdidos en el sistema• 10% a produccion terciaria = 17 kcal * m-2 * yr-1

• Tomando 5 kcal g-1 dry wt como valor calorifico promedio para los primeros carnivoros, la produccion terciaria puede ser expresada como 17/5 = 3.4 g dry wt * m-2 * yr -1 o (si 1 g dry wt = 0.44 g C) aproximadamente 1.5 g C * m-2 * yr-1

Pesca Pelagica

• Estadisticamente la pesca en el año 1976 fue de un total de 146000 toneladas wet wt de especies pelagicas en el Canal Ingles (146 * 109 g wet wt). Tomando el area del canal 82 * 10 9 m2 la captura seria de 146/82 = 1.8 g wet wt * m-2 * yr-1. Si el valor calorifico de los peces 5. kcal g-1 dry wt, el contenido energetico seria: (asumiendo que el peso humedo en 6 veces mayor)

• 5 * 0.3 = 1.5 kcal m-2 * yr -1

• 82 * 1.5 * 109 = 123*109 kcal yr-1

La Cadena del Detritus• Todos los niveles troficos tienen un aporte al detritus• Tambien tenemos la aportacion de los peces pelagicos

muertos lo que sera un equivalente al 20% de la produccion pelagica terciaria.

• Las fuentes de energia serian:

• De productividad primaria= 240 - 96 kcal m-2 yr-1

• Secundaria= 22 -17 • Terciaria= 3.4• Total = 378.4 kcal m-2 yr-1

• Existen tambien calculos para:• Fauna bentonica• Bacterias• Peces demersales• Y Pesca demersal