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Utilizando un Terrario Como
Modelo Para Explicar el
Funcionamiento de los
Ecosistemas
Por Prof. Mario Tacher
MSP21
Universidad Interamericana
Recinto de Bayamón
Objetivos
Construir un terrario y utilizarlo como modelo de ecosistema.
Repasar conceptos ecológicos básicos.
Identificar los componentes bióticos y abióticos dentro del
terrario.
Visualizar el flujo de energía y reciclaje de la materia en el
terrario.
Visualizar los procesos de fotosíntesis y respiración celular
dentro del terrario.
Estándares e Indicadores
Relevantes Estandar: Interacción y Energía
ES B.CB1.IE.4
ES.A.CB1.IE.13
ES.A.CB1.IE.8
ES.A.CB1.IE.12
ES.A.CB1.IE.9
Estándares e Indicadores
Relevantes Estandar: Conservación y Cambio
ES.B.CB2.CC.3
ES.B.CB4.CC.3
Estandar: Diseño y Ingeniería
ES.A.IT1.IT.3
Definición de Ecosistema
Consiste de todos los organismos (factores bióticos)
interaccionando en un área dada y de todos los componentes
físicos y químicos (factores abióticos) de los que dependen.
Factores Bióticos
Incluye todos los seres vivos y sus interacciones:
Interacciones intra-específicas: relaciones entre
organismos de la misma especie.
Interacciones inter-específicas: relaciones entre
organismos de diferentes especies.
Factores Abióticos Presentes
en los Ecosistemas:
Temperatura
Agua
Luz solar
Viento
Rocas y suelos (complejidad física, pH, minerales).
Ecosistema Terrestre
Bosque Tropical
El Terrario Como Ecosistema
Artificial Dibuje la composición de su terrario.
Dinámica de los Ecosistemas
La dinámica de los ecosistemas envuelve dos vertientes claves
para entender su funcionamiento:
El flujo de energía
El reciclaje de la materia.
Flujo de Energía en los
Ecosistemas:
Definición de energía: capacidad para realizar trabajo.
Los seres vivos la utilizan para reproducción, desarrollo y
para procesos metabólicos que los mantienen vivos.
Sin energía, no habría vida.
¿ Cómo Entra la Energía en los
Ecosistemas ?
La energía entra en la mayoría de los ecosistemas en la forma de
fotones de luz solar y es capturada por organismos
fotoautótrofos.
Fotoautótrofos: organismos que producen su propio
alimento (i.e plantas, algas, procariótas fotosintéticos).
Los fotoautótrofos transforman la energía del sol en energía
química (carbohidratos) vía el proceso de fotosíntesis.
Ecuación que Resume el Proceso de Fotosíntesis
6 CO2 + 12 H2O + Fotones C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
Photo by Nasim Mansurov (http://photographylife.com
Fotosíntesis en los Cloroplastos
Bio.miami.edu
Flujo de Energía en los
Ecosistemas:
Una vez incorporada en la planta (enlaces químicos de los
carbohidratos), la energía pasa a los organismos consumidores
(heterótrofos) en forma de compuestos orgánicos en su alimento.
Flujo de Energía en los
Ecosistemas:
En las células de los heterótrofos se transforma la energía de los
compuestos orgánicos en energía para llevar a cabo los procesos
metabólicos (ATP) mediante el proceso de respiración celular en las
mitocondrias.
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + Energía (ATP + calor).
Flujo de Energía en un Ecosistema
“Primera Ley de Termodinámica”
Transferencia de Energía Entre
los Niveles Tróficos:
La transferencia de energía entre los niveles tróficos es
usualmente poco eficiente.
Nivel trófico: posición que ocupa un organismo en la cadena de
alimento en un ecosistema.
Tet.jnlive.mobi
Flujo de Energía
Transferencia de Energía Entre
los Niveles Tróficos:
Como resultado, se va perdiendo energía a la vez que
esta fluye a través de los diferentes niveles tróficos en un
ecosistema.
Reciclaje de la Materia en los
Ecosistemas:
La segunda vertiente clave en el funcionamiento de los
ecosistemas es el reciclaje de materia o elementos
químicos.
¿ Cómo se Mueve la Materia en
los Ecosistemas ?
Los elementos químicos (i.e. carbono, fósforo y nitrógeno) se
mueven de forma cíclica entre los componentes bióticos y
abióticos de un ecosistema.
En los ecosistemas se puede aplicar la Ley de Conservación de
Masa, que postula:
“ La materia no se crea ni se destruye, solo se transforma”
Pasos del Reciclaje de la Materia
en los Ecosistemas:
1- Los organismos fotosintéticos asimilan los elementos en forma
inorgánica (i.e. nitratos, fosfatos) del suelo, aire y agua.
2-Procesos metabólicos transforman los elementos inorgánicos
en compuestos orgánicos formando las diferentes estructuras de
la planta (i.e hojas, tallos, frutos y semillas).
Pasos en el Reciclaje de la
Materia:
3-Parte de estas estructuras son consumidas por animales
herbívoros integrando esta materia orgánica en su cuerpo.
4-Otros animales se alimentan de los herbívoros.
5-Los desechos orgánicos de los animales son convertidos a
materia inorgánica vía el proceso de descomposición bacterias y
hongos).
6-Los elementos son devueltos en forma inorgánica al aire, suelo
y agua para ser reutilizados por los autótrofos.
Niveles Tróficos
Diferencia entre Materia y
Energía
A diferencia de la materia, la energía no se recicla, por tanto se
necesita una fuente de energía constante, en la mayoría de los
casos, el sol.
Por el otro lado, al reciclarse la materia, se mantiene constante.
Fuera de meteoritos ocasionales, la materia que existe en nuestro
planeta es prácticamente la misma desde su formación.
La Materia se Mueve en los
Ecosistemas a través de Ciclos:
La mayoría de los componentes químicos en un ser vivo
están en un constante intercambio donde se asimilan
nuevos nutrientes y se excretan una vez utilizados.
Estos procesos pueden ser visualizados en ciclos.
Ya que el reciclaje de los nutrientes envuelven
componentes bióticos y abióticos, se les conoce como
ciclos biogeoquímicos.
Ciclo del Agua
Transport
over land
Precipitation
over landEvaporation
from ocean
Precipitation
over ocean
Net movement of
water vapor by wind
Solar energy
Evapotranspiration
from land
Runoff and
groundwater
Percolation
through
soil
Ciclo de Carbono
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