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MATERIA Y ENERGIA EN LOS ECOSISTEMAS
Los organismos interactúan entre sí y el medioambiente para obtener la energía y los
recursos para satisfacer sus necesidades biológicas.
En el planeta, la cantidad de materia y energía permanece constante, a pesar de que la
composición de la Tierra y su atmósfera cambian a través del tiempo.
¿Cómo obtienes energía?
¿Cómo obtienen energía los otros animales?
¿Cómo obtienen energía las plantas?
¿cómo obtienen energía los hongos y las bacterias?
¿Para qué se necesita la energía?
Aspectos importantes
Las cadenas tróficas describen en flujo de energía y materia a través de los
ecosistemas
La energía fluye en través de los niveles tróficos
La energía disminuye en cada nivel trófico sucesivo
No toda la energía ingresada a un nivel trófico se transforma en producción
Flujo de la materia en los Ecosistemas
En los sistemas comunitarios la materia sigue las mismasvías por las cuales fluye la energía; sin embargo, a diferencia de esta, la materia o compuestos inorgánicosque componen la materia viva, fluyen en forma cíclica enel ecosistema.
Ciclo biogeoquímico
Movimiento cíclico de los elementos ( por ejemplo, hidrógeno,
nitrógeno, carbono, fosforo) a través de los organismos y el
ambiente físico.
CICLOS BIOGEOQUIMICOS
La materia transita de forma cíclica por los ecosistemas y lo hace fluyendo entre los
organismos ( factores bióticos) y los componentes sin vida ( factores abióticos), como el
aire o el suelo, que los conforman. En general a medida que la materia circula entre los
componentes bióticos y abióticos del ecosistema se va transformando, y por eso estos
ciclos se denominan ciclos biogeoquímicos.
CICLO HIDROLÓGICO
EL CICLO HIDROLOGICO O CICLO DEL AGUA
Es el proceso de circulación del agua entre los distintos compartimientos de la hidrósfera. Se
trata de un ciclo biogeoquímico en el que hay una intervención mínima de reacciones
químicas, y el agua solamente se traslada de unos lugares a otros o cambia de estado físico.
El agua existe en la Tierraen tres estados: solido (hielo, nieve) , gas (vapor de agua), liquido, (océanos, ríos y
lluvia),los cuales están en constante cambio. El agua de la superficie se evapora, el agua de las nubes precipita, la lluvia se filtra por la tierra, etc. Sin embargo, la cantidad total de agua en el planeta no cambia. La circulación y conservación de agua en la Tierra se llama ciclo hidrológico, o ciclo del agua.
El ciclo hidrológico comienza con la evaporación del agua desde la
superficie del océano. A medida que se eleva, el aire humedecido se enfría
y el vapor se transforma en agua: es la condensación. Las gotas se juntan y
forman una nube. Luego, caen por su propio peso: es la precipitación. Si
en la atmósfera hace mucho frío, el agua cae como nieve o granizo. Si es
más cálida, caerán gotas de lluvia.
Una parte del agua que llega a la superficie terrestre será aprovechada
por los seres vivos; otra escurrirá por el terreno hasta llegar a un río,
un lago o el océano. A este fenómeno se le conoce como escorrentía. Otro
porcentaje del agua se filtrará a través del suelo, formando capas de agua
subterránea, conocidas como acuíferos
El ciclo del agua tiene una interacción
constante con el ecosistema debido a
que los seres vivos dependen de este
elemento para sobrevivir y a su vez
ayudan al funcionamiento del mismo.
Por su parte, el ciclo hidrológico
presenta cierta dependencia de una
atmósfera poco contaminada y de un
cierto grado de pureza del agua para su
desarrollo convencional, ya que de otra
manera el ciclo se entorpecería por el
cambio en los tiempos de evaporación,
condensación, etc.
Efectos químicos del agua El agua, al desplazarse a través del ciclo hidrológico, transporta sólidos y
gases en disolución. El carbono, el nitrógeno y el azufre, elementos todos
ellos importantes para los organismos vivientes, son volátiles y solubles, y
por lo tanto, pueden desplazarse por la atmósfera y realizar ciclos
completos, semejantes al ciclo del agua.
La lluvia que cae sobre la superficie del terreno contiene ciertos gases y
sólidos en disolución. El agua que pasa a través de la zona
insaturada de humedad del suelo recoge dióxido de carbono del aire y
del suelo y de ese modo aumenta de acidez. Esta agua ácida, al llegar en
contacto con partículas de suelo o roca madre, disuelve algunas sales
minerales. Si el suelo
Ciclo del carbono
El carbono, vital para todos los seres vivos, circula
de manera continua en el ecosistema terrestre.
En la atmósfera existe en forma de
dióxido de carbono, que emplean las
plantas en la fotosíntesis.
Los animales usan el oxigeno que
liberan las plantas durante la
fotosíntesis y desechan dióxido de
carbono que es incorporado a la
atmósfera. .
Aunque parte del carbono desaparece
de forma temporal del ciclo en forma
de carbón, petróleo, combustibles
fósiles, gas y depósitos calizos, la
respiración y la fotosíntesis
mantienen prácticamente estable la
cantidad de carbono atmosférico
También la industrialización aporta
dióxido de carbono al medio
ambiente
Otra fuente generadora de carbono
son los seres vivos en
descomposición, ejemplo, hojas
secas y animales muertos.
CICLO DEL NITROGENOEl ciclo del nitrógeno es cada uno de los procesos
biológicos y abióticos en que se basa el suministro de
este elemento a los seres vivos. Es uno de los ciclos
biogeoquímicos importantes en que se basa el
equilibrio dinámico de composición de la biosfera.
Dra. Flor Teresa García Huamán 20
Dra. Flor Teresa García Huamán 21
Efectos
Los seres vivos cuentan con una gran proporción de
nitrógeno en su composición química. El nitrógeno
oxidado que reciben como nitrato (NO3–) a grupos
amino, reducidos (asimilación). Para volver a contar
con nitrato hace falta que los descomponedores lo
extraigan de la biomasa dejándolo en la forma reducida
de ion amonio (NH4+), proceso que se llama
amonificación; y que luego el amonio sea oxidado a
nitrato, proceso llamado nitrificación.
Dra. Flor Teresa García Huamán 22
Así parece que se cierra el ciclo biológico esencial.
Pero el amonio y el nitrato son sustancias
extremadamente solubles, que son arrastradas
fácilmente por la escorrentía y la infiltración, lo que
tiende a llevarlas al mar. Al final todo el nitrógeno
atmosférico habría terminado, tras su conversión,
disuelto en el mar.
Dra. Flor Teresa García Huamán 23
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ORGANISMOS PRODUCTORES Y DESCOMPONEDORES
Los organismos productores, como las plantas y los descomponedores,
como hongos y bacterias, juegan un rol muy importante en los ciclos
biogeoquímicos, ya que sin ellos no seria posible el flujo de energía y la
materia entre todos los demás niveles tróficos y el medio abiótico.
FLUJO DE ENRGIA EN LOS ECOSISTEMAS
Todos los seres vivos requieren de energía para realizar sus diferentes
procesos y actividades vitales; sin embargo, estos se diferencian en el
modo en que la incorporan al organismo.
CADENAS Y REDES ALIMENTARIAS
La transferencia de materia y energía entre los seres vivos ocurre
principalmente a través de las relaciones alimentarias que se establecen
entre ellos. Según la forma en que los seres vivos obtienen la materia y la
energía que requieren, se clasifican en:
AUTOTROFOS: organismos capaces de transformar la materia inorgánica en
orgánica, con el consiguiente almacenamiento de energía. Se les denomina
productores.
HETEROTROFOS: organismos capaces de transformar la materia orgánica
provenientes de otros organismos en nutrientes y energía. En una relación
trófica poder ser consumidores , de diferente nivel según su ubicación, o
descomponedores.
CADENAS ALIMENTARIAS
En un ecosistema, la energía pasa de un organismo al siguiente en una
secuencia que se inicia con un organismo autótrofo ( productor) que
captura la energía del sol y finaliza con un organismo heterótrofo que no
es consumida por otro ser vivo.
El flujo de energía en los ecosistemas en lineal o unidireccional
CADENAS ALIMENTARIAS
Una cadena alimentaria es una representación de las relaciones alimentarias entre distintos seres vivos.
Primereslabón
Segundo eslabón
Tercereslabón
Cuartoeslabón
Plantas Herbívoros Carnívoros Descomponedores
PRODUCTORESSeres vivos capaces de elaborar su
propio alimento
CONSUMIDORES PRIMARIOS
Animales herbívoros
CONSUMIDORES SECUNDARIOS
Animales carnívoros y omnívoros
BACTERIAS Y HONGOS
Se alimentan de restos de los demás
seres vivos
REDES Y TRAMAS ALIMENTARIAS
En la naturaleza, los organismos consumidores pueden tener
mas de una presa, por lo cual, y para que la representación
esquemática sea mas apegada a la realidad, se utilizan las redes
o tramas alimentarias, que muestran la relación que existe
entre dos o mas cadenas alimentarias.
PRODUCTORPLANTA
CONSUMIDOR PRIMARIO
Conejo: herbívoro
CONSUMIDOR SECUNDARIO
Serpiente:carnívoro
CONSUMIDOR SECUNDARIO
Águila:carnívoro
DESCOMPONEDORHongos
PIRAMIDES ECOLOGICAS
Además de cadenas y tramas alimentarias, existen otros modelos
para analizar y comprender el funcionamiento de un ecosistema;
entre ellos están las pirámides ecológicas, en las que el tamaño de
cada uno de sus peldaños representa el valor de la característica
medida.
Los productores• Los productores, como
las algas o las plantas verdes,
se sitúan en la base
de la pirámide porque
son los que producen materia
orgánica a partir de materia
inorgánica que captan
del suelo y gracias
a la energía del Sol.
Los consumidores primarios
• Los consumidores
primarios se alimentan
de una pequeña parte
de la materia orgánica
producida por el nivel
inferior.
La pirámide se va
estrechando debido
a la menor cantidad
de materia orgánica
y de energía disponibles.
Los animales herbívoros
son un ejemplo de
consumidores primarios.
Los consumidores secundarios
• Los consumidores
secundarios al alimentarse
de los consumidores
primarios no aprovechan
toda la cantidad de
materia orgánica
disponible, por lo que el
nivel se estrecha aún más.
Los animales carnívoros
son un ejemplo
consumidores
secundarios.
Los consumidores terciarios
• Los consumidores
terciarios son los que
disponen de menor
cantidad de materia
orgánica, ya que toda
la que se ha producido
inicialmente se ha ido
perdiendo hasta llegar a
este último nivel. Algunos
ejemplos son las aves
rapaces o los felinos.
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