Energía en los ecosistemas
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Energía en los ecosistemas Profesora: Loreto Moya f Profesora Loreto Moya 1 Estimadas alumnas, les envío clase con actividades incluidas , de la unidad FLUJOS DE MATERIA Y ENERGÍA EN EL ECOSISTEMA, id d OS GÍ COS S Tema 2: Energía en los ecosistemas,para que la desarrollen junto al libro de Biología 1º Educación Media , Santillana, entregado a uds., se señalan las páginas muchas de ellas tienen solucionario así se señalan las páginas , muchas de ellas tienen solucionario así podrán chequear uds .mismas su autoaprendizaje. Las diapositivas de esta clase las saqué de la web, información de los autores Teresa Audesirk • Gerald Audesirk • Bruce E. Byers y y de clases personales. Serán informadas de los mecanismos de evaluación de esta y otras unidades enviadas a la página web del Liceo nº1. Les deseo éxito en este recorrido, un abrazo, Loreto Moya profesora de Biología Profesora Loreto Moya 2 Contenidos Contenidos • 2 2.1. Flujo de la energía en los ecosistemas 1 Flujo de la energía en los ecosistemas • 2.2. Cadenas y tramas tróficas en los ecosistemas • 2.3. Productividad de un ecosistema • 2.4. Traspaso de energía • 2.5. Ciclos biogeoquímicos g q • 2.6. Bioacumulación de sustancias nocivas en las cadenas tróficas las cadenas tróficas Profesora Loreto Moya 3 Un oso pardo americano intercepta a un salmón en su travesía para la zona de desove que recorre en contra de la corriente de una cascada en su intento por llegar al mismo lugar donde nació hace algunos años. ¿ Que tipo de relaciones puedes observar en la fotografía? ¿Qué elementos biótico y abióticos identificas? ¿Qué elementos biótico y abióticos identificas? Profesora Loreto Moya 4 Vamos a responder preguntas Vamos a responder preguntas 1 ¿Cuáles son las trayectorias de la energía y de los y g y nutrimentos? 2 ¿Cómo fluye la energía a través de las comunidades? comunidades? 3 ¿Cómo se desplazan los nutrimentos dentro de los ecosistemas y entre ellos? los ecosistemas y entre ellos? 4 ¿A qué se debe la “lluvia ácida”? 5 ¿Qué provoca el calentamiento global? p g Nota: nutrimentos es sinónimo de nutrientes Profesora Loreto Moya 5 Recordemos algunos conceptos Profesora Loreto Moya 6 Niveles de Organización Organismo Población Comunidades Ecosistemas Biomas Biósfera ós e a Profesora Loreto Moya 7 Ecosistema Es un conjunto Factores Abióticos Factores Bióticos Se une Zona Determinada Zona Determinada Hay Interacción que se establece entre ellos Disciplina que lo estudia Ecología Profesora Loreto Moya 8 Interconexiones: fotosíntesis y respiración fotosíntesis y respiración Profesora Loreto Moya 9 De acuerdo a los contenidos aprendidos anteriormente, completa el cuadro siguiente: completa el cuadro siguiente: Organismos autótrofos Organismos heterótrofos Profesora Loreto Moya 10 Ecosistema Abióticos bó Bióticos Organismos Viven en Hábitat Energía Materia La cual Realiza Fluye Ciclos Poseen un Nicho Ecológico Cadenas Alimentarias Profesora Loreto Moya Tramas Alimentarias 11 Cadenas Alimentarias ¿Qué son? La representación de las relaciones de alimentación La de las relaciones de alimentación que se dan en una comunidad biológica Profesora Loreto Moya 12 ¿De qué esta formado? Productor Consumidor Primario Plantas Herbívoros Autótrofas Insectos Roedores Mamíferos (vaca) Consumidor Secundario ‐ Carnívoros ‐ Depredadores p Zorro León ‐ Insectívoros ‐ Artrópodos ‐ Aves Carnívoras Insectívoras Consumidor Terciario ‐ Carnívoros ‐ Depredadores Descomponedores Profesora Loreto Moya 13 1‐ ¿Cuáles son las trayectorias de la energía y de los nutrimentos? í d l ? • La La energía se desplaza de una comunidad a energía se desplaza de una comunidad a otra dentro de los ecosistemas en un flujo unidireccional continuo unidireccional continuo. – La energía que impulsa las actividades de la vida proviene del sol. proviene del sol. – Se utiliza y se transforma mediante las reacciones químicas que alimentan la vida. eacc o es qu cas que a e a a da – Termina convertida en energía calórica que se irradia de regreso hacia el espacio. g p Profesora Loreto Moya 14 • Los nutrimentos pasan en forma continua por y p , p , ciclos y se aprovechan, de manera repetida, dentro de los ecosistemas y entre ellos. – Las moléculas de la vida se construyen a partir de componentes químicos básicos que se obtienen del medio ambiente. – Los nutrimentos pueden cambiar en cuanto a su L ti t d bi t forma y distribución, e incluso ser transportados entre diferentes ecosistemas pero permanecen entre diferentes ecosistemas, pero permanecen en la Tierra. Profesora Loreto Moya 15 FIGURA 3 Flujo de energía, ciclos de nutrimentos y relaciones de alimentación en los ecosistemas Profesora Loreto Moya 16 ¿Cómo fluye la energía a través de las comunidades? La energía entra en las comunidades por la vía de la fotosíntesis. La energía pasa de un nivel trófico a otro. La transferencia de energía de un nivel trófico a otro es ineficiente La transferencia de energía de un nivel trófico a otro es ineficiente. La energía fluye en un solo sentido, desde los organismos autótrofos a consumidores mediante las relaciones alimentarias. – El comportamiento de la energía obedece a las leyes de la Termodinámica, la El comportamiento de la energía obedece a las leyes de la Termodinámica la “1º Ley es de conservación de la energía”, dice que la energía no se crea ni se destruye ,solo se transforma. Se infiere que la energía del universo es constante y que se puede transformar de una forma a otra por ejemplo la energía lumínica se puede transformar en energía química y calor. – La 2º Ley es la llamada “ Ley de la entropía”, postula que cada vez que la energía se transforma, parte de ella se degrada en forma de calor que no es aprovechable por ejemplo en la actividad muscular parte de la energía se aprovechable, por ejemplo en la actividad muscular, parte de la energía se pierde en forma de calor y otra parte se transforma en energía cinética. – Por esto, la cantidad de energía disponible para los organismos va y q disminuyendo a medida que esta se transfiere entre los distintos niveles tróficos. – – – – Profesora Loreto Moya 17 La energía entra por la vía de la f t í t i fotosíntesis • Las Las ondas electromagnéticas llevan energía del sol a la ondas electromagnéticas llevan energía del sol a la Tierra. – Gran parte de la energía solar que llega a la Tierra es reflejada o absorbida reflejada o absorbida. – Sólo alrededor del 1% de la energía está disponible para la fotosíntesis. – Los organismos fotosintéticos capturan el 3% o menos L i f t i téti t l 3% de esta cantidad. • Los pigmentos como la clorofila absorben longitudes d de onda específicas de la luz solar. d ífi d l l l – La energía solar se utiliza luego en reacciones que almacenan energía en enlaces químicos y producen azúcar y otras moléculas de alta energía. ú t lé l d lt í Profesora Loreto Moya 18 FIGURA 4 Productividad primaria Productividad primaria Profesora Loreto Moya 19 La energía entra por la vía de la f fotosíntesis í • Los Los autótrofos (o productores) autótrofos (o productores) producen su propio producen su propio alimento utilizando nutrimentos y energía del ambiente (luz solar). • Casi todos los autótrofos son organismos C it d l tót f i fotosintéticos que obtienen su energía de la luz solar. • Algunas bacterias pueden obtener su energía de g g sustancias químicas como el sulfuro de hidrógeno (por ejemplo, los organismos quimiosintéticos). • Los heterótrofos (o consumidores) no pueden Los heterótrofos (o consumidores) no pueden sintetizar su propio alimento, así que lo obtienen de los productores. – Obtienen Obtienen la energía y nutrimentos en las moléculas que la energía y nutrimentos en las moléculas que componen el cuerpo de otros organismos. Profesora Loreto Moya 20 La energía entra por la vía de la fotosíntesis • SSe entiende por Productividad Primaria Bruta(PPB), la ti d P d ti id d P i i B t (PPB) l cantidad de energía química fijada por los organismos autótrofos durante un tiempo determinado, en una p , superficie dada. Equivale a la biomasa de los productores, que se incorpora al ecosistema por unidad d á de área en un tiempo determinado. ti d t i d • La energía que los organismos fotosintéticos almacenan y ponen a disposición de otros miembros de la y ponen a disposición de otros miembros de la comunidad a lo largo de un periodo específico se denomina productividad primaria neta(PPN). • Se calcula PPN: PPB‐ Respiración celular Profesora Loreto Moya 21 La energía entra por la vía de la f fotosíntesis í • La productividad primaria neta: L d ti id d i i t – Determina la cantidad de vida que un ecosistema determinado puede sostener. it d t i d d t – Se mide en unidades de energía (calorías) almacenada por los autótrofos en una área almacenada por los autótrofos en una área específica y un tiempo determinado o en términos de la biomasa (el peso seco de términos de la biomasa (el peso seco de material orgánico) almacenado o agregado al ecosistema por los productores durante un lapso determinado. Profesora Loreto Moya 22 La energía entra por la vía de la f fotosíntesis í • En la productividad del ecosistema influyen: E l d ti id d d l it i fl – La cantidad de nutrimentos y luz solar de la que di disponen los productores. l d t – La disponibilidad de agua. – La temperatura. Profesora Loreto Moya 23 FIGURA 5 Comparación de la productividad de los ecosistemas Profesora Loreto Moya 24 actividades 1‐ Compare 1 Compare entre organismos fotosintéticos y entre organismos fotosintéticos y quimiosintéticos 2 Realice la actividad de la página 148 del libro. 2‐ Realice la actividad de la página 148 del libro 3‐ Realice la actividad de la página 149 del libro. 4‐ Realice la actividad de la página 151 y 152 del libro. Profesora Loreto Moya 25 Intervención Humana en la productividad de un ecosistema i • El ser humano tiene una gran capacidad en alterar su medio ambiente, alterando los ciclos naturales de las especies que viven en ecosistemas naturales. Es así como se altera la productividad de un ecosistema, los factores más conocidos son: á id ‐ Deforestación ‐La erosión del suelo ‐ La lluvia ácida ‐ El calentamiento global Sobre estos factores investiga de que se trata cada uno de Sobre estos factores, investiga de que se trata cada uno de ellos y establece algunas medidas preventiva en dicha intervención ( apoyo de lectura página 154 y 155 del libro) Profesora Loreto Moya 26 Flujo de energía entre los niveles tróficos óf • La energía fluye a través de los niveles La energía fluye a través de los niveles tróficos ( tróficos (“niveles niveles de de alimentación”) de una comunidad. – Los productores forman el primer nivel trófico, pues obtienen su energía directamente de la luz solar. • Los consumidores ocupan varios niveles tróficos Los consumidores ocupan varios niveles tróficos. – Los que se alimentan directa y exclusivamente de los productores se llaman herbívoros o consumidores primarios. – Los que se alimentan principalmente de consumidores primarios se llaman carnívoros o consumidores secundarios. carnívoros o consumidores secundarios – Los que se alimentan principalmente de consumidores primarios se llaman carnívoros o consumidores secundarios. – Algunos carnívoros se alimentan en ocasiones de otros carnívoros y actúan como consumidores terciarios. cons midores terciarios • Algunos animales son omnívoros, y actúan en diferentes ocasiones como consumidores primarios, secundarios y, ocasionalmente, terciarios. – Ejemplo: los seres humanos. Profesora Loreto Moya 27 Cadenas alimentarias Cadenas alimentarias • U Una cadena alimentaria es una relación lineal d li t i l ió li l de alimentación con un solo representante de cada nivel trófico. d i l t ófi – Los distintos ecosistemas tienen cadenas alimentarias radicalmente diferentes. li t i di l t dif t – Las comunidades naturales rara vez contienen grupos bien definidos de consumidores grupos bien definidos de consumidores primarios, secundarios y terciarios. Profesora Loreto Moya 28 FIGURA 6 Cadenas alimentarias Profesora Loreto Moya 29 FIGURA 7 Cadenas alimentarias Profesora Loreto Moya 30 FIGURA 8 Cadenas alimentarias Profesora Loreto Moya 31 T Trama Alimentaria Ali i ¿Qué es? Es el conjunto de cadenas alimentarias Que se relacionan entre sí. Una red alimentaria muestra las relaciones alimentarias de una comunidad e incluyen sus múltiples cadenas interconectadas. Profesora Loreto Moya 32 FIGURA 9 Una red alimentaria simple en una pradera de pastos cortos Profesora Loreto Moya 33 Comedores de detritos y descomponedores • • • • • Los comedores de detritos y los descomponedores liberan nutrimentos que se reutilizan. Los comedores de detritos viven de los desperdicios de la vida: exoesqueletos mudados, hojas caídas, desechos y cadáveres. j y Comedores de detritos. – Ejemplos: lombrices de tierra, protistas, cochinillas, y buitres. – Consumen materia orgánica muerta y la excretan en un estado de descomposición más avanzado descomposición más avanzado. – Sus productos de excreción sirven de alimento a otros comedores de detritos y a los descomponedores. Los descomponedores digieren el alimento que encuentran afuera de su cuerpo mediante la secreción de enzimas digestivas mediante la secreción de enzimas digestivas. – Son principalmente hongos y bacterias. – Absorben los nutrimentos y los compuestos ricos en energía que necesitan, liberando aquellos que quedan. Los comedores de detritos y los descomponedores reducen el cuerpo y los Los comedores de detritos y los descomponedores reducen el cuerpo y los residuos de los organismos vivos a moléculas simples. – Reciclan los nutrimentos, que vuelven a quedar disponibles para los productores primarios. – Si no existieran, la productividad primaria se detendría por falta de Si i ti l d ti id d i i d t dí f lt d nutrimentos y la comunidad colapsaría. Profesora Loreto Moya 34 La transferencia de energía es ineficiente La transferencia de energía es ineficiente • La transferencia de energía de un nivel trófico g a otro es ineficiente. • Un pequeño porcentaje de la energía Un pequeño porcentaje de la energía disponible se transfiere al siguiente nivel trófico porque: trófico porque: – La conversión de energía siempre implica pérdidas en forma de calor pérdidas en forma de calor. – Algunas de las moléculas de los organismos no pueden ser digeridas o absorbidas. pueden ser digeridas o absorbidas. Profesora Loreto Moya 35 La transferencia de energía es ineficiente La transferencia de energía es ineficiente • U Un pequeño porcentaje de la energía ñ t j d l í disponible se transfiere al siguiente nivel t ófi trófico porque: – Una parte de la energía se utiliza en cada nivel t ófi trófico para mantenimiento, reparación, t i i t ió movimiento, etcétera. – Algunos organismos mueren en cada nivel sin Algunos organismos mueren en cada nivel sin ser comidos y pasan su energía a los comedores de detritos y descomponedores. de detritos y descomponedores. Profesora Loreto Moya 36 Profesora Loreto Moya FIGURA 10 Transferencia y pérdida de energía37 Evaluación del proceso: • Realiza la actividad de evaluación de la página 157 del libro. Profesora Loreto Moya 38 Pirámides Ecológicas ¿Qué son? Diagramas para representar las relaciones tróficas Di l l i ófi en la comunidad en forma simple. ¿Cuántas pirámides ecológicas existen? ¿Cuántas pirámides ecológicas existen? Pirámide de Número Pirámide de Biomasa Pirámide de energía Profesora Loreto Moya 39 Número: Indica la cantidad de individuos que hay en cada nivel q y trófico. Fig 11: (a) Pirámide de número de una pradera. (b) Pirámide de número del hábitat que hay en un árbol. Profesora Loreto Moya 40 Fig 12: (A) Pirámide de biomasa terrestre. (B) Pirámide de biomasa marino, 12: (A) Pirámide de biomasa terrestre (B) Pirámide de biomasa marino se observan los niveles tróficos invertidos. Profesora Loreto Moya 41 Figuras 13 y 14 Profesora Loreto Moya 42 PIRÁMIDES DE ENERGÍA PIRÁMIDES DE ENERGÍA • Las pirámides de energía ilustran la transferencia as p á des de e e g a ust a a t a s e e c a de energía entre niveles tróficos. g • La transferencia neta de energía entre los niveles tróficos tiene una eficiencia aproximada del 10%. – Una pirámide de energía representa esto, con los productores primarios en la base y los niveles d t i i l b l i l tróficos apilados en la parte superior. • A A veces la biomasa se utiliza como medida de la veces la biomasa se utiliza como medida de la energía almacenada en cada nivel trófico. – Se puede construir una pirámide de biomasa similar. Profesora Loreto Moya 43 FIGURA 15 Pirámide de energía de un ecosistema de pradera Profesora Loreto Moya 44 Energía: Indica el total de energía que se produce en un nivel trófico, y que es consumido por el nivel sucesor; también señala la cantidad de que es consumido por el nivel sucesor; también, señala la cantidad de energía que se consume en un nivel determinado. FIGURA 16 Profesora Loreto Moya 45 Pirámides de energía Pirámides de energía • EEste patrón de transferencia de energía tiene t tó d t f i d í ti algunas ramificaciones importantes: – Las plantas dominan casi todas las comunidades porque disponen de más energía, seguidas por los herbívoros y los carnívoros seguidas por los herbívoros y los carnívoros. Profesora Loreto Moya 46 Actividades • Realiza Realiza la actividad de las páginas 159 y 160 la actividad de las páginas 159 y 160 del libro Profesora Loreto Moya 47 Contenido : 2.5. Ciclos biogeoquímicos g q 3 ¿Cómo se desplazan los nutrimentos dentro 3 ¿Cómo se desplazan los nutrimentos dentro de los ecosistemas y entre ellos? – El ciclo del carbono pasa por la atmósfera, los p p , océanos y las comunidades. – Ciclo del Nitrógeno. La reserva principal de nitrógeno es la atmósfera. i ó l óf – El ciclo del fósforo carece de componentes atmosféricos. atmosféricos – Ciclo Hidrológico. La mayor parte del agua no q sufre cambios químicos durante su ciclo. Profesora Loreto Moya 48 Ciclos de nutrimentos • Los nutrimentos son los elementos y las pequeñas moléculas que constituyen todos los componentes básicos de la vida. • Los organismos necesitan de los macronutrimentos en grandes cantidades. tid d – Ejemplos: agua, carbono, hidrógeno, oxígeno. • Los micronutrimentos son necesarios sólo en muy pequeñas cantidades. cantidades – Ejemplos: cinc, molibdeno, hierro, selenio. • Los ciclos de nutrimentos (o ciclos biogeoquímicos) describen las trayectorias que siguen los nutrimentos entre las comunidades y trayectorias que siguen los nutrimentos entre las comunidades y las partes inanimadas de los ecosistemas. – Las fuentes y los lugares de almacenamiento de nutrimentos se denominan reservas. – Las reservas principales se encuentran, por lo general, en el l l l l ambiente abiótico. Profesora Loreto Moya 49 El ciclo del carbono • El marco estructural de todas las moléculas orgánicas, que son los componentes básicos de la vida, está formado de cadenas de átomos de carbono. • El carbono entra en la comunidad viviente cuando los productores captan dióxido de carbono (CO2) durante la fotosíntesis. – En tierra, los productores obtienen CO2 de la atmósfera. – Los productores acuáticos encuentran abundante CO L d t áti t b d t CO2 disuelto en di lt el agua. • Los consumidores primarios se alimentan de los productores y se ap op a de ca bo o a ace ado e sus tej dos apropian del carbono almacenado en sus tejidos. – Estos herbívoros liberan un poco de carbono al respirar. – Guardan el resto, que es consumido a veces por organismos de niveles tróficos más elevados. • Todos los seres vivos mueren tarde o temprano, y los comedores de detritos y descomponedores se encargan de degradar su cuerpo. • La respiración celular de estos organismos devuelve CO La respiración celular de estos organismos devuelve CO2 a la a la atmósfera y a los océanos. Profesora Loreto Moya 50 El ciclo del carbono El ciclo del carbono • LLos combustibles fósiles se forman cuando b tibl fó il f d los restos de plantas y animales antiguos se entierran y se someten a altas temperaturas y ti t lt t t presiones durante millones de años. – Cuando quemamos combustibles fósiles para aprovechar esta energía almacenada, se libera CO2 en la atmósfera. en la atmósfera ACTIVIDAD: R li l Realiza la actividad de las página 165 del libro ti id d d l á i 165 d l lib Profesora Loreto Moya 51 FIGURA 17 Ciclo del carbono Profesora Loreto Moya 52 El ciclo hidrológico • Las moléculas de agua no son afectadas químicamente durante el ciclo hidrológico. • La reserva principal de agua es el océano. – Contiene más del 97% del agua de la Tierra. Contiene más del 97% del agua de la Tierra. • La energía solar evapora el agua, y la gravedad la trae de vuelta a la Tierra en forma de precipitación. • El agua que cae en tierra sigue varias rutas: – Un Un poco de agua se evapora del suelo, los lagos y las corrientes de poco de agua se evapora del suelo los lagos y las corrientes de agua. – Una fracción escurre de la tierra y vuelve a los océanos. – Una pequeña cantidad penetra hasta los depósitos subterráneos. • La La mayoría del agua se evapora en la superficie del océano. mayoría del agua se evapora en la superficie del océano • Las raíces de las plantas absorben agua, que en buena parte se evapora de las hojas y regresa a la atmósfera. • Los consumidores obtienen agua de sus alimentos o bebiéndola directamente. – Sus cuerpos contienen alrededor de un 70% de agua. Profesora Loreto Moya 53 El ciclo hidrológico El ciclo hidrológico • A A medida que la población humana ha crecido, el medida que la población humana ha crecido el agua dulce ha comenzado a escasear. – Debido a que el agua es escasa, el crecimiento de q g , los cultivos, se limita. – El bombeo del agua de los mantos acuíferos se está agotando rápidamente agotando rápidamente. • A medida que la población humana ha crecido, el agua dulce ha comenzado a escasear. – El agua contaminada se consume por más de mil millones de personas al año en los países en desarrollo, y mata a millones de niños. ,y Profesora Loreto Moya 54 Profesora Loreto Moya FIGURA 18 Ciclo hidrológico 55 Actividad • Con Con tus palabras sintetiza la importancia del tus palabras sintetiza la importancia del agua para la vida de los seres vivos • ¿Qué papel cumple el sol en el ciclo del agua? ¿Qué papel cumple el sol en el ciclo del agua? Profesora Loreto Moya 56 El ciclo del nitrógeno • El nitrógeno es un componente fundamental de las proteínas, de muchas vitaminas y de los ácidos nucleicos DNA y RNA. • Aunque el nitrógeno gaseoso (N2) conforma el 79% de la atmósfera, esta forma de nitrógeno no puede ser utilizada por las plantas esta forma de nitrógeno no puede ser utilizada por las plantas. • Las plantas utilizan el nitrato (NO3‐) o el amoniaco (NH3) como fuentes de nitrógeno. • Ciertas bacterias convierten el (N2) en amoniaco. – Algunas de estas bacterias viven en el agua y en la tierra. – Otras viven en asociaciones simbióticas con ciertas plantas llamadas leguminosas. – Los consumidores primarios, los comedores de detritos, y los L id i i l d d d i l descomponedores obtienen nitrógeno de su alimento. • Parte del nitrógeno queda en libertad en los desechos y cadáveres. • Las bacterias descomponedoras Las bacterias descomponedoras presentes en el suelo y el agua lo presentes en el suelo y el agua lo convierten de nuevo en nitrato y amoniaco. • Las bacterias desnitrificantes descomponen el nitrato y devuelven nitrógeno gaseoso a la atmósfera. nitrógeno gaseoso a la atmósfera. Profesora Loreto Moya 57 El ciclo del nitrógeno El ciclo del nitrógeno • Los Los compuestos nitrogenados producidos por compuestos nitrogenados producidos por los seres humanos ahora dominan el ciclo del nitrógeno creando serios problemas nitrógeno, creando serios problemas ambientales. – La La aplicación de fertilizantes químicos podría aplicación de fertilizantes químicos podría cambiar la composición de las comunidades vegetales. g – La quema de bosques y combustibles fósiles libera nitrógeno que produce la acidificación del hábitat. Profesora Loreto Moya 58 FIGURA 19 Ciclo del nitrógeno Profesora Loreto Moya 59 Actividades • El ciclo del nitrógeno se puede sintetizar en c 4 etapas: Fijación del nitrógeno, 4 etapas: Fijación del nitrógeno, Amonificación, Nitrificación y Desnitrificación. Describe cada una de ellas( página 166 y 167) Describe cada una de ellas( página 166 y 167) • Realiza las preguntas de la actividad 14 , pág 167 Profesora Loreto Moya 60 El ciclo del fósforo • El fósforo es un componente fundamental del ATP y el NADP, los ácidos nucleicos y los fosfolípidos de las membranas celulares. • La reserva principal de fósforo de los ecosistemas es la roca, donde se encuentra unido al oxígeno en forma de fosfato. t id l í f d f f t – Las rocas ricas en fosfato expuestas a la intemperie se erosionan y la lluvia disuelve el fosfato. – El fosfato disuelto, lo absorben los autótrofos, que lo incorporan a El fosfato disuelto lo absorben los autótrofos que lo incorporan a las moléculas biológicas que pasan por las redes alimentarias. • La reserva principal de fósforo de los ecosistemas es la roca, donde se encuentra unido al oxígeno en forma de fosfato. – En cada nivel se excreta el fósforo excedente y los descomponedores liberan fosfato. – El fosfato puede ser reabsorbido por los autótrofos o incorporarse de nuevo a la roca. de nuevo a la roca. Profesora Loreto Moya 61 El ciclo del fósforo • Las rocas ricas en fosfatos se emplean para producir fertilizantes. • El suelo que se erosiona de los campos fertilizados arrastra El suelo que se erosiona de los campos fertilizados arrastra grandes cantidades de fosfatos hacia lagos, corrientes de agua y el mar. – Estimula un crecimiento tan abundante de algas y bacterias, que se trastornan las interacciones naturales en la comunidad. ACTIVIDAD: 1 ¿Cómo crees que llega el fosfato inorgánico a los organismos que 1‐ ¿Cómo crees que llega el fosfato inorgánico a los organismos que Habitan ríos, lagos y mares? 2‐ Describe con tus palabras el ciclo del fosforo indicado en la figura nº 20 l f Profesora Loreto Moya 62 FIGURA 20 Ciclo del fósforo Profesora Loreto Moya 63 2.6. Bioacumulación de sustancias nocivas en las cadenas tróficas – Las diversas actividades humanas, como el empleo de pesticidas, minería y la eliminación de aguas servidas en el océano, pueden introducir al ambiente sustancias tóxicas que se transmiten a través de las redes tróficas de los ecosistemas. Como consecuencia, se produce el efecto de amplificación biológica o bioacumulación, que consiste en el aumento de la concentración de los tóxicos no degradables en los tejidos de los organismos, a medida que estos se alejan del nivel de los productores. – La acumulación se producen porque estas sustancias son difíciles o imposibles de eliminar una vez que han sido incorporadas por el organismo, sus efectos son varibles, pero siempre negativos. – Uno de estos elementos son el DDT y los metales pesados Uno de estos elementos son el DDT y los metales pesados ACTIVIDAD: 1‐ Señala de qué manera afecta a los ecosistemas el uso de DDT y Metales Pesados, explica (página 171 del libro) Profesora Loreto Moya 64 Evaluación del proceso: Evaluación del proceso: 1‐ Realiza la actividad de la página 173 y posteriormente chequéalo con el solucionario posteriormente chequéalo con el solucionario 1‐ Realiza las actividades de la página 180,181 y 182 posteriormente cheq éalo con el 182 posteriormente chequéalo con el solucionario Profesora Loreto Moya 65 Otros Problemas Ambientales Otros Problemas Ambientales Profesora Loreto Moya 66 ¿A qué se debe la “lluvia ácida”? – LLa sobrecarga de los ciclos del nitrógeno y del azufre es la b d l i l d l i ó d l f l causa de la lluvia ácida. – La lluvia ácida daña la vida en lagos y bosques. – La Ley del Aire Limpio ha reducido significativamente las emisiones de azufre, pero no las de nitrógeno. – Muchos de los problemas ambientales que aquejan a la Muchos de los problemas ambientales que aquejan a la sociedad moderna son consecuencia de la interferencia humana en el funcionamiento de los ecosistemas. – Hemos expuesto a los ecosistemas a una variedad de H t l it i d dd sustancias que son extrañas y a menudo tóxicas para ellos. • Sintetizamos sustancias que nunca se habían hallado en la Tierra y que son dañinas para muchas formas de vida. – Ejemplos: pesticidas y solventes. j p p y Profesora Loreto Moya 67 ¿A qué se debe la lluvia ácida? • Desde el inicio de la Revolución hemos dependido enormemente de la energía extraída de los combustibles fósiles para calentar, iluminar y b tibl fó il l t il i transportar, así como para la agricultura y las diversas industrias. diversas industrias. • La dependencia en los combustibles fósiles provoca dos problemas ambientales: – La lluvia ácida L ll i á id – El calentamiento global La lluvia ácida (sedimentación ácida) se debe a la producción industrial excesiva de óxidos de nitrógeno y dióxido de azufre que nuestros ecosistemas naturales no pueden absorber y reciclar. ecosistemas naturales no pueden absorber y reciclar. Profesora Loreto Moya 68 Ciclos sobrecargados Ciclos sobrecargados 1 Dióxido de azufre: 1‐ Dióxido de azufre: – Liberado principalmente por plantas g generadoras que usan carbón y petróleo. q yp – Al combinarse con el vapor de agua de la atmósfera, se transforma en ácido sulfúrico. 2‐ Óxidos de nitrógeno: – Liberados por vehículos, plantas generadoras, e p ,p g , industrias. – Al combinarse con el vapor de agua de la atmósfera se transforman en ácido nítrico atmósfera se transforman en ácido nítrico. Profesora Loreto Moya 69 Algunos días después, y con frecuencia a cientos de kilómetros de la fuente, los ácidos se precipitan ácidos se precipitan. Corroen las estatuas y los edificios Dañan los árboles y los cultivos Dejan los lagos sin vida Dejan los lagos sin vida FIGURA 22 La sedimentación ácida La sedimentación ácida es corrosiva Profesora Loreto Moya 70 Daños por sedimentación ácida Daños por sedimentación ácida • • • • • • El 25% de todos los lagos y estanques de los montes Adirondack El 25% de todos los lagos y estanques de los montes Adirondack son son demasiado ácidos para permitir la vida de peces en ellos. Los peces mueren, porque se destruye gran parte de la red alimentaria que les da sustento La acidificación afecta primero a las almejas, los caracoles, los langostinos La acidificación afecta primero a las almejas, los caracoles, los langostinos y las larvas de insectos, después a los anfibios y finalmente a los peces. El resultado es un lago cristalino—hermoso, pero muerto. La lluvia ácida disminuye la productividad de los cultivos y la salud de las plantas silvestres. plantas silvestres. – Al penetrar en el suelo disuelve y arrastra consigo nutrimentos indispensables al tiempo que mata los microorganismos descomponedores. – Las plantas, envenenadas y privadas de nutrimentos, se debilitan y quedan a merced de las infecciones y el ataque de los insectos. dd l i f i l d l i La lluvia ácida disminuye la productividad de los cultivos y la salud de las plantas silvestres. – Ejemplo: los bosques del monte Mitchell, en Carolina del Norte. Profesora Loreto Moya 71 FIGURA 23 La sedimentación ácida destruye los bosques Profesora Loreto Moya 72 Daños por sedimentación ácida • La sedimentación ácida también aumenta la exposición de los organismos a los metales exposición de los organismos a los metales tóxicos que son mucho más solubles en agua acidificada. • El aluminio que se disuelve de las rocas inhibe el crecimiento de las plantas y mata los peces. • El agua que se distribuye a los hogares está El di t ib l h tá contaminada con plomo, disuelto por el agua ácida de la soldadura de plomo de tuberías ácida de la soldadura de plomo de tuberías antiguas. • El mercurio se puede acumular en los cuerpos de los peces por la amplificación biológica. Profesora Loreto Moya 73 La Ley del Aire Limpio La Ley del Aire Limpio • Las enmiendas a la Ley del Aire Limpio en 1990 dieron por resultado una sustancial reducción de las emisiones de dióxido de azufre y de óxidos de nitrógeno de las plantas generadoras de energía nitrógeno de las plantas generadoras de energía. • Las menores emisiones de azufre han mejorado la calidad del aire y reducido el nivel de acidez de la lluvia en algunas regiones. • Sin embargo, los compuestos de nitrógeno en la atmósfera han registrado un leve aumento en atmósfera han registrado un leve aumento en términos generales, en particular por la creciente cantidad de automóviles que queman gasolina. Profesora Loreto Moya 74 ¿Qué provoca el calentamiento global? – La interferencia en el ciclo del carbono contribuye al calentamiento global. – Los gases de invernadero retienen el calor en la atmósfera. – El calentamiento global tendrá graves consecuencias. – ¿Cómo está respondiendo la humanidad a esta amenaza? Profesora Loreto Moya 75 La interferencia en el ciclo del carbono • • • • • • • • Hace unos 345–280 millones de años, los cuerpos de muchas plantas y animales quedaron sepultados en los sedimentos y no se descompusieron. Con el tiempo, el calor y la presión transformaron estos cuerpos en Con el tiempo, el calor y la presión transformaron estos cuerpos en combustibles fósiles. Los combustibles fósiles permanecieron intactos hasta el comienzo de la Revolución Industrial. – Cuando quemamos los combustibles fósiles emitimos CO q 2 a la atmósfera. Las actividades humanas liberan casi 7,000 millones de toneladas de carbono (en forma de CO2) a la atmósfera cada año. Aproximadamente la mitad de este carbono es absorbido por los , p y océanos, las plantas y el suelo. La otra mitad permanece en la atmósfera, provocando el calentamiento global. A partir de 1850, el contenido de CO2 de la atmósfera ha aumentado 36%. – De 280 ppm a 370 ppm, con un incremento anual actual de 1.5 ppm. – Entre el 80 y el 85% de este aumento se atribuye a la quema de combustibles fósiles. La deforestación responde por una cifra comprendida entre el 15 y el 20% de las emisiones de CO2. – O Ocurre principalmente en los trópicos, donde las selvas tropicales se están i i l t l tó i d d l l t i l tá convirtiendo a toda prisa en terrenos agrícolas marginales. Profesora Loreto Moya 76 Los gases de invernadero retienen el calor • El CO2 es un gas de invernadero. – Permite la entrada de energía solar y luego absorbe y retiene esa energía una vez que se ha i í h transformado en calor (efecto de invernadero). • El CO2 es un gas de invernadero. g – Otros gases de invernadero: el metano, los clorofluorocarbonos (CFC), el vapor de agua, y los óxidos nitrosos óxidos nitrosos. • Los registros históricos de temperatura indican una elevación mundial de la temperatura, paralelo al aumento de CO2 atmosférico. • Este fenómeno se conoce como calentamiento global. global Profesora Loreto Moya 77 FIGURA 24El aumento de las emisiones de gases de invernadero contribuye al g y calentamiento global Profesora Loreto Moya 78 FIGURA 25 El calentamiento global es paralelo al aumento de CO2 g p Profesora Loreto Moya 79 FIGURA 26 El intervalo de temperaturas proyectadas va en aumento Profesora Loreto Moya 80 Graves consecuencias • • Está ocurriendo un derretimiento. Los glaciares se están retirando y desapareciendo en índices sin precedentes. – El El aumento en los niveles de los mares inundará muchas ciudades costeras aumento en los niveles de los mares inundará muchas ciudades costeras y pantanos y podría aumentar la intensidad de los huracanes • • • • • • • Se prevé un clima más extremoso. El calentamiento alterará el aire y las corrientes de agua, cambiando los patrones de precipitación patrones de precipitación. – Inundaciones más severas y mayores extremos en las precipitaciones podrían dañar los cultivos y provocar inundaciones. La vida silvestre resulta afectada Los bosques podrían experimentar pérdidas de especies o ser por Los bosques podrían experimentar pérdidas de especies o ser por pastizales. Los arrecifes de coral podrían sufrir aun más daños por las aguas más calientes. Muchas especies de mariposas y aves han desplazado sus dominios hacia Muchas especies de mariposas y aves han desplazado sus dominios hacia el norte y las flores de primavera están floreciendo más pronto. Se están incrementando las poblaciones de organismos que transmiten enfermedades tropicales, como los mosquitos transmisores del paludismo. Profesora Loreto Moya 81 FIGURA 27 FIGURA 27 Los glaciares se están derritiendo Profesora Loreto Moya Fotografías tomadas desde el mismo punto en 1904 (arriba) y 2004 (abajo) documentan el retiro del documentan el retiro del glaciar Carroll en la bahía Glacier, Alaska. 82 Nuestras decisiones marcan la df diferencia • EEstados Unidos tiene sólo el 5% de la t d U id ti ól l 5% d l población mundial, pero produce el 25% de l las emisiones de gases de invernadero del ii d d i d d l mundo. Profesora Loreto Moya 83 Tratado de Kyoto • Negociado en 1997 y puesto en marcha en 2005. • 35 naciones industrializadas se comprometieron a reducir sus emisiones colectivas de gases de reducir sus emisiones colectivas de gases de invernadero en un 5.2% con respecto a los niveles de 1990. • 159 naciones ratificaron el tratado, Estados Unidos se 159 i tifi l t t d E t d U id rehusó. • Diez ciudades estadounidenses y alcaldes de muchas ciudades se comprometieron a adoptar pautas semejantes a las establecidas en el Tratado de Kyoto de forma independiente. • Aunque los esfuerzos en todo el mundo son esenciales, nuestras elecciones individuales también pueden tener un gran efecto colectivo. pueden tener un gran efecto colectivo. Profesora Loreto Moya 84 Elecciones individuales Elecciones individuales • Usar Usar vehículos con mayor rendimiento de vehículos con mayor rendimiento de combustible, usar el transporte público, y compartir los autos con amigos y conocidos compartir los autos con amigos y conocidos. • Ahorrar energía y apoyar el uso de fuentes de g energía renovables. • Aislar e impermeabilizar las casas. • Reciclar. • Apoyar los esfuerzos por reemplazar a los árboles tanto en las selvas tropicales como en l la comunidad. id d Profesora Loreto Moya 85 ¿ cuál es la causa de la situación Señalada en la fotografía? Profesora Loreto Moya FIGURA 21 Una sustancia natural 86 fuera de lugar Profesora Loreto Moya 87
