Comunidades y ecosistemas ECOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTE • El ambiente es un término amplio que incluye todas las condiciones y factores externos (vivientes y no vivientes) que le afectan a cualquier organismo o forma de vida. • La ecología analiza las interrelaciones de los organismos con su medio ambiente físico y biótico. Es el estudio de organismos en su hábitat. Intenta explicar dónde se encuentran los organismos, cuántos hay y por qué. Busca entender de que manera actúa un organismo sobre su ambiente y cómo éste ambiente actúa sobre el organismo. Es una ciencia de síntesis, pues para comprender la compleja trama de relaciones que existen en un ecosistema toma conocimiento de botánica, zoología, fisiología, genética y otras disciplinas como la física y la geología . Organización de la materia Existen distintos niveles de organización de la materia de acuerdo al tamaño y a la función. Éste es un modo en que los científicos clasifican los patrones de la materia que se encuentran en la naturaleza: Universo Galaxias Sistemas solares Biósfera: Es el organismos del ecosistema gigante. Planetas Tierra Biósfera Ecosistemas Comunidades Poblaciones Organismos Sistemas de órganos Órganos Tejidos Células Protoplásma Moléculas Átomos Ámbito de la ECOLOGÍA conjunto planeta. de El Ecosistemas: sistema funcional formado por una comunidad integrada en su medio. Comunidades: grupos de poblaciones de distintas especies que coexisten o cohabitan en tiempo y espacio. . Poblaciones: conjunto de organismos de la misma especie que conviven en tiempo y espacio. Organismo: unidad funcional, con un genotipo distinto que le da propiedades y características distintas. ECOSISTEMA COMUNIDAD METAPOBLACION INDIVIDUO POBLACION FLUJO GENETICO POBLACION POBLACION ¿Qué es un ecosistema? Cualquier comunidad biótica más o menos delimitada que vive en cierto ambiente. Es el conjunto formado por un sustrato físico (biotopo) y una parte viva (biocenosis). Son ejemplos de ecosistema un lago, un desierto, una zona litoral, un estuario, un área de bosque amazónico, etc. Puesto que ningún organismo puede vivir fuera de su ambiente o sin relacionarse con otras especies, es la unidad funcional de la vida sostenible en la tierra. Los ecosistemas Un ecosistema está formado por un lugar y los seres vivos que habitan en el mismo. En un ecosistema podemos diferenciar dos tipos de elementos: los seres vivos y las condiciones físicas, que se influyen mutuamente. LOS COMPONENTES DE UN ECOSISTEMA Seres vivos Animales, plantas, ... Condiciones físicas Aire, agua, luz, ... Las relaciones más importantes entre los seres vivos son las que se establecen por la alimentación. Todos los seres vivos que se alimentan unos de otros, forman una cadena alimentaria, que empieza siempre con una planta, sigue con un herbívoro que se la come y continúa con un carnívoro que se come al herbívoro. ecosistema Componentes de un ecosistema Ecosistema y ecotono Ecosistema terrestre Ecosistema de transición Ecosistema acuático Ecosistema 1 Ecotono (pantano) Ecosistema 2 El ecotono conforma un hábitat característico que alberga especies que no se encuentran en los ecosistemas que lo rodean. • Recordemos que los ecosistemas se agrupan cuando son similares en clases mayores llamadas biomas y, que si agrupamos todos los ecosistemas o biomas en uno solo, formamos la biosfera. Entonces reflexionemos ¿Hasta que grado podemos afectar, trastornar o destruir un ecosistema y no afectar a la biosfera? ¿Y en que medida es posible alterar parámetros globales como la atmósfera o la temperatura antes de influir en todos los ecosistemas de la tierra ? FUNCIONAMIENTO DE LOS ECOSISTEMAS Hay 2 aspectos fundamentales en cualquier ecosistema: LA ESTRUCTURA BIÓTICA LOS FACTORES AMBIENTALES ABIÓTICOS Basada en las relaciones de alimentación Agentes físicos y químicos. 3 categorías de organismo: Productores: elaboran su propio alimento. Principalmente plantas verdes. Son los que con la energía de la luz convierten las sustancias inorgánicas en orgánicas. Consumidores: se alimentan de los productores o de otros consumidores. Saprofitos y descomponedores: se alimentan de materia orgánica muerta. Principales: Régimen de lluvias: monto y distribución anual y humedad del suelo. Temperatura: extremos de frio y calor, promedio. Luz Viento Nutrientes químicos PH (acidez) Salinidad Incendios Los ciclos de los nutrientes. Los productos y subproductos de cada grupo de organismo (productores, consumidores, saprofitos y descomponedores) son la comida y los nutrientes esenciales del otro. Autótofos: elaboran su propia Heterótrofos: materia orgánica se alimentan de materia orgánica para obtener energía Productores Plantas verdes, bacterias fotosintéticas y bacterias quimiosintéticas Consumidores Primaros (herbívoros), Omnívoros (herbívoros o carnívoros), Secundarios (se alimentan de los primarios), de Orden superior (se alimentan de otros carnívoros) y Parásitos (toman como huésped a otra planta o animal) Saprófitos y descomponedores Descomponedores (se alimentan de putrefacción) Saprófitos primarios (se alimentan de detritos) y Saprófitos secundarios La materia orgánica y el oxígeno que producen las plantas verdes son los alimentos y el oxigeno que necesitan los heterótrofos. Y el dióxido de carbono y otros desechos que éstos generan son exactamente los nutrientes que necesitan las plantas. LA ENERGÍA EN EL ECOSISTEMA RELACIONES ALIMENTARIAS NIVELES TRÓFICOS: PRODUCTORES, CONSUMIDORES, DESCOMPONEDORES El ecosistema concebido como un flujo de materia y energía Parte del flujo de materia y energía se plasma en las relaciones tróficas entre los niveles tróficos PRODUCTORES CARNÍVOROS II Autótrofos fotosintéticos que utilizan luz como fuente de energía y CO2 como fuente de C Heterótrofos Se nutren de los carnívoros I HERBÍVOROS Heterótrofos que se nutren de la materia orgánica fabricada por los Productores DETRITÍVOROS DESCOMPONEDORES Heterótrofos – Se nutren de detritos (hongos, bacterias) CARNÍVOROS I Heterótrofos - Se nutren de los herbívoros LA ENERGÍA EN EL ECOSISTEMA RELACIONES ALIMENTARIAS CADENAS Y REDES TRÓFICAS (I) NIVELES TRÓFICOS PRODUCTORES HERBÍVOROS CARNÍVOROS I CARNÍVOROS II Consumidores primarios Consumidores secundarios Consumidores terciarios CADENAS ALIMENTARIAS En las cadenas alimentarias, el representante del nivel trófico superior se come al representante del nivel trófico inferior, originando una relación lineal de la energía. Las comunidades rara vez muestran cadenas alimentarias con consumidores primarios secundarios y terciarios. Normalmente forman redes o tramas alimentarias donde muchas cadenas se interrelacionan. Muchas veces los animales que comen de todo y el hombre ( omnívoro) actúa en diferentes momentos como consumidor primario , secundario o terciario. LA ENERGÍA EN LA CADENA ALIMENTARIA En los seres vivos la energía fluye a lo largo de las comunidades. Cada categoría de organismo se llama nivel trófico ( que significa nivel de alimentación). Los productores, desde las bacterias hasta los árboles más grandes como el alerce, obtienen su energía directamente de la luz solar. Los consumidores forman varios niveles tróficos y algunos, incluso, cambian de niveles al comer organismos de diferentes niveles. Así por ejemplo, los gorriones comen semillas o insectos LA ENERGÍA EN EL ECOSISTEMA TRANSFERENCIA DE ENERGÍA EN UNA CADENA TRÓFICA Pérdidas por calor en respiración Energía luminosa Energía química (glucosa) 1% de energía luminosa Restos no aprovechables por el nivel trófico siguiente Incremento biomasa aprovechable por herbívoros (10%) LA ENERGÍA EN EL ECOSISTEMA FLUJO DE MATERIA Y ENERGÍA EN EL ECOSISTEMA (I) Pérdida de energía 10% 10% 10% Na, K, Mg, Ca, Sulfatos, nitratos, fosfatos Humus edáfico Flujo de materia: cerrado •••••• Flujo de energía: abierto