Embed Size (px)
Citation preview
Ecología trófica Flujo de energía y ciclo de la materia Como ya hemos visto, los ecosistemas se comportan como
sistemas abiertos: intercambian materia y energía con el entorno
Pero el comportamiento respecto de una y otra no es el mismo: La energía se consume La materia se recicla La vida en la biosfera se mantiene gracias a un consumo
constante de energía, es decir, requiere un fluir permanente de energía.
Si este flujo cesase, la vida desaparecería. Los ecosistemas se comportan como sumideros de energía
La Biosfera
Flujo de energía y ciclo de la materia
La Biosfera
Flujo de energía y ciclo de la materia
Energía solar
Clorofila
Materia inorgánica
Pobre en energía
Materia orgánica
Rica en energía química
La Biosfera
Flujo de energía y ciclo de la materia Esta energía así fijada es la que utilizamos todos los
seres vivos y también el origen de los combustibles fósiles.
La Biosfera
Flujo de energía y ciclo de la materia Aunque la mayoría de la energía que entra en los
ecosistemas es la procedente del sol, hay ecosistemas que obtienen energía mediante procesos quimiosintéticos, como las ya nombradas chimeneas negras de los fondos oceánicos
La Biosfera
Flujo de energía y ciclo de la materia Respecto de la materia los ecosistemas siguen un
comportamiento radicalmente distinto: Se recicla. Los seres vivos utilizamos siempre la misma
materia desde que la vida apareció sobre la tierra ¡Estamos hechos de material de derribo!
La Biosfera
Niveles tróficos De acuerdo al papel que juega en la gestión de la
energía cada especie del ecosistema, podemos distinguir los siguientes niveles tróficos:
PRODUCTORES
CONSUMIDORES: primarios y secundarios
DESCOMPONEDORES
La Biosfera
Niveles tróficos PRODUCTORES
CONSUMIDORES PRIMARIOS
CONSUMIDORES SECUNDARIOS
Organismos autótrofos, fotosintéticos o quimiosintéticos
Organismos herbívoros o fitófagos
Organismos carnívoros o zoofagos
La Biosfera
Niveles tróficos
DESCOMPONEDORES
También llamados detritívoros. Son el nivel trófico más olvidado
Obtienen la energía de restos de materia orgánica como animales o plantas muertos, restos orgánicos: pelos, plumas o productos de excreción como los coprófagos
La Biosfera
Niveles tróficos Estas biocenosis de descomponedores del suelo se
reparten, aproximadamente de la siguiente forma: 40% Bacterias 50% Hongos 5 a 9% Protozoos 0.4% (4000 indiv.) descomponedores macroscópicos: Colémbolos, ácaros, lombrices, nemátodos o
gasterópodos
Microdescomponedores
Colémbolo
Ácaro Nemátodo
La Biosfera
Ecología trófica. Cadenas y redes tróficas
Esto produce relaciones en forma de cadenas tróficas
La Biosfera
Cadenas y redes tróficas Veamos como se gestiona la
energía consumida por la oruga…
Energía total obtenida
Usada
Almacenada
Eliminada
La Biosfera
Ecología trófica. Cadenas y redes tróficas
Regla del 10%
La Biosfera
Ecología trófica. Cadenas y redes tróficas
El zorro es una especie típicamente euritrófica
La Biosfera
Ecología trófica. Cadenas y redes tróficas
La Biosfera
Ecología trófica. Cadenas y redes tróficas
El osos panda y el águila imperial son dos típicas especies estenotróficas
La Biosfera
Ecología trófica. Cadenas y redes tróficas
En los ecosistemas las cadenas tróficas son muy complejas y se entretejen entre si formando unas estructuras tipo red
La Biosfera
La Biosfera
Ecología trófica. Cadenas y redes tróficas Ejemplo de las interacciones en una red trófica marina para comprobar la disminución de las capturas de bacalao en la costa noroeste de EE.UU.
Ecología trófica. Cadenas y redes tróficas La mayor parte de las redes tróficas no representan los
descomponedores Se representan las cadenas tróficas iniciadas en los productores y
continuadas por los consumidores primarios Pero la mayor parte de la energía de los productores no es
utilizada por los herbívoros sino por los descomponedores
La Biosfera
Ecología trófica. Cadenas y redes tróficas Por ejemplo en un bosque templado…El 50% de la energía bruta
fijada es destinado al mantenimiento y la respiración. El 50% restante se distribuye: 13% se incorpora como nuevos tejidos 2% es consumido por los herbívoros 35% es utilizado por los descomponedores
Mantenimiento y respiración
Nuevos tejidos
Consumido por herbívoros
Consumido por descomponedores
La Biosfera
Ecología trófica. Cadenas y redes tróficas Por tanto las cadenas tróficas son de dos tipos: las que se inician
en los fitófagos y las de los descomponedores PRODUCTORES
CONSUMIDORES PRIMARIOS
DESCOMPONEDORES
CONSUMIDORES SECUNDARIOS
DETRITOS
La Biosfera
Ecología trófica. Parámetros tróficos Los parámetros tróficos nos permiten cuantificar los flujos de
energía entre niveles tróficos o comparar diferentes ecosistemas
El parámetro básico es la BIOMASA o su equivalente en unidades energéticas
BIOMASA: unidades de masa (Kg, g, Tm) muy frecuentemente referidas por unidad de superficie (m2, a, ha… o de volumen (l, m3, hm3…) en ecosistemas acuaticos
Si la expresamos como unidades de energía se puede hacer teniendo en cuenta que:
1 g de materia orgánica = 4-5 Kcal ó 1 Kcal = 4180 Julios
La Biosfera
Ecología trófica. Parámetros tróficos La biomasa no es siempre un parámetro adecuado para entender
el flujo energético, por esta razón se utiliza la PRODUCCIÓN. La PRODUCCIÓN se expresa como unidades de biomasa, o su
equivalente energético, por unidades de superficie (o volumen) y tiempo. Por ejemplo:
Kcal/m2 año, Kg/Ha año, g/cm3 día El parámetro más determinante de un ecosistema es la
PRODUCCIÓN PRIMARIA, es decir la producción en el nivel de los productores, puesto que es la que condiciona al resto de los niveles tróficos.
También podemos hablar de PRODUCCIÓN SECUNDARIA para referirnos a la producción en el nivel de los consumidores
La Biosfera
Parámetros tróficos Por último, respecto a la producción debemos distinguir entre: PRODUCCIÓN BRUTA: total de la energía fijada, o consumida,
por un nivel trófico por unidad de tiempo. PRODUCCIÓN NETA: la energía almacenada en un nivel trófico
una vez descontados los gastos de respiración.
PRODUCCIÓN NETA = PRODUCCIÓN BRUTA - RESPIRACIÓN La producción bruta es un parámetro que resulta difícil de
estimar, en cambio, la P neta es más fácil de medir en unidades de Biomasa/tiempo
La Biosfera
PRODUCCIÓN PRIMARIA NETA Y BIOMASA VEGETAL DE LOS ECOSISTEMAS TERRESTRES
ECOSISTEMAS
ÁREA
106 Km2
Producción primaria neta
g/m2 año
Producción primaria neta mundial 109 t/año
Biomasa media por unidad de superficie
Kg/m2
Selva tropical 17 2000 34 44
Bosque tropical estacional 7.5 1500 11.30 36
Bosque perenne templado 5 1300 6.40 36
Bosque caducifolio templado 7 1200 8.40 30
Bosque boreal 12 800 9.50 20
Sabana 15 700 10.40 4
Tierras de cultivo 14 644 9.10 1.10
Bosques y monte bajo 8 600 4.90 6.80
Pastos templados 9 500 4.40 1.60
Tundra y pastos alpinos 8 144 1.10 0.67
Desiertos de matorrales 18 71 1.30 0.67
Roca, hielo, arena 24 3.3 0.09 0.02
Pantanos y marismas 2 2500 4.90 15
Lagos y cursos de agua 2.5 500 1.30 0.02
Total ecosistemas continentales 149 720 107.09 12.30
Arrecifes y lechos de algas 0.6 2000 1.10 2.00
Estuarios 1.4 1800 2.40 1.00
Zonas de afloramiento 0.4 500 0.22 0.02
Plataforma continental 26.6 360 9.60 0.01
Océano abierto 332.0 127 42.00 0.003
Total ecosistemas marinos 361 153 55.32 0.01
Parámetros tróficos Vamos a definir un último grupo de parámetros tróficos:
PRODUCTIVIDAD La PRODUCTIVIDAD (bruta o neta) es la relación entre
Producción y Biomasa Productividad Bruta = Producción Bruta/ Biomasa Productividad Neta = Producción Neta/ Biomasa A la Productividad Neta también se le denomina TASA DE
RENOVACIÓN y se expresa como %. Y a la inversa de la TASA de RENOVACIÓN… Tiempo de renovación = Biomasa/ Producción neta
La Biosfera
Eficiencia ecológica
También se puede aplicar al nivel de los consumidores valorando el alimento ingerido y la biomasa de animal producida.
La Biosfera
Ecología trófica. Factores limitantes de la
producción primaria Luz Humedad Temperatura Disponibilidad de
nutrientes
La Biosfera
Ecología trófica. Factores limitantes de la
producción primaria: la luz
La Biosfera
Pirámides ecológicas Son representaciones de las relaciones tróficas en los
ecosistemas Se dibujan unas superficies proporcionales al parámetro trófico
representado para cada nivel trófico. Podemos encontrar pirámides de individuos, biomasa,
producción neta… Normalmente no aparecen los descomponedores. Son muy útiles para comparar ecosistemas, o comprobar la
eficacia entre niveles tróficos.
La Biosfera
Ecología trófica. Pirámides ecológicas
PRODUCTORES
CONSUMIDORES PRIMARIOS
CONSUMIDORES SECUNDARIOS
La Biosfera
PIRÁMIDES ECOLÓGICAS
Pirámide de números
Zorros Conejos Hierbas
Pirámide de biomasa o energía
Pirámide de producción neta
La Biosfera
Ecología trófica. PIRÁMIDES ECOLÓGICAS Pirámide de producción neta y bruta de un ecosistema fluvial
(Silver Springs, Florida) 103 Kcal/cm2año
8833
316
15
1478
5988 5988
945 945
67 67
6
La Biosfera
Ecología trófica. PIRÁMIDES ECOLÓGICAS ¿Pueden existir pirámides invertidas?
Leones marinos Caballas Zooplancton Fitoplancton
Pirámide de biomasa Pirámide de producción neta
La Biosfera
Ecología trófica. Ciclo biogeoquímico del Carbono
CO2 fotosíntesis
respiración
C orgánico
C inorgánico
respiración
respiración
La Biosfera
Ecología trófica. Ciclo biogeoquímico del Carbono
CO2 fotosíntesis
C orgánico
C inorgánico
respiración
C fósil
La Biosfera
Ciclo biogeoquímico del Carbono
La Biosfera
N2
Ciclo biogeoquímico del Nitrógeno
Nitrógeno asimilable: NO3- y NH3
Fijación fisico-química del nitrógeno: 10%
Fijación biológica del nitrógeno: 90%
La Biosfera
N2
Ciclo biogeoquímico del Nitrógeno
Nitrógeno asimilable: NO3- y NH3
Nitrógeno orgánico: aminoácidos, nucleótidos
La Biosfera
N2
Ciclo biogeoquímico del Nitrógeno
Nitrógeno orgánico: aminoácidos, nucleótidos
Nitrógeno orgánico
Amonificación: NH3
La Biosfera
N2
Ciclo biogeoquímico del Nitrógeno
NO3-
Nitrógeno orgánico: aminoácidos, nucleótidos
Nitrógeno orgánico
NH3 NO2-
Nitrosomonas Nitrobacter
La Biosfera
N2
Ciclo biogeoquímico del Nitrógeno
NO3-
Nitrógeno orgánico
Nitrógeno orgánico
NH3 NO2-
Desnitrificación y Fijación de N
N
La Biosfera
Ciclo biogeoquímico del Fósforo
La Biosfera
SUCESIÓN en una laguna de climas templados
La Biosfera
