o cadena trófica

Cadenas y tramas alimentarias.
Ciclos biogeoquímicos
Resumen de la clase anterior
Fotosíntesis
Tilacoides
Estructuras
celulares
Cloroplastos
Fase Luminosa
Etapas
Fase Oscura
Estroma
ATP, NADPH y oxígeno
Glucosa, ADP y NADP+
Presencia de estomas
Factores internos
Factores
Pigmentos
Contenido de agua
Factores externos
Temperatura
Intensidad de la luz
Concentración de CO2
Aprendizajes esperados
•
Clasificar organismos según obtención de energía y de nutrientes.
•
Definir cadena y trama alimentaria.
•
Describir los niveles tróficos.
•
Explicar el concepto de ciclos de la materia.
•
Deducir el papel de los descomponedores en el funcionamiento de
los ciclos.
Pregunta oficial PSU
En el siguiente diagrama se muestran diferentes cadenas alimentarias que comienzan en el
productor primario y terminan en el hombre:
¿En cuál de estas cadenas el hombre recibe del productor primario la mayor cantidad de
energía?
A) En la cadena 5.
B) En la cadena 4.
C) En la cadena 3.
D) En la cadena 2.
E) En la cadena 1.
Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, Admisión PSU 2011.
1.
Conceptos básicos
2.
Relaciones tróficas
3.
Ciclos biogeoquímicos
Introducción
Las moléculas orgánicas que forman los tejidos vivos contienen elevada
energía de enlace (energía química). En cambio, moléculas inorgánicas
como el CO2, poseen baja energía química. En esta relación entre
ganancia y pérdida de energía química encontramos la dinámica de los
ecosistemas.
Los productores cumplen con la función de formar moléculas orgánicas
para su organismo a partir de la materia inerte del medio. Esta
conversión es posible gracias a la energía luminosa. Por su parte los
consumidores toman de los productores la energía que necesitan para
cumplir con sus funciones.
Al analizar los aportes de cada uno de los integrantes de las cadenas
alimentarias, nos podemos dar cuenta de que los productos y
subproductos de cada grupo son el alimento del otro.
1. Conceptos básicos
1.1 Leyes de la termodinámica
Primera ley de la termodinámica: “La energía no se crea ni se destruye, solo se
transforma”.
De esta manera, la energía proveniente de la luz solar es transformada en energía
química en los vegetales, a través del proceso de fotosíntesis. Esta energía será
utilizada por la planta como alimento y degradada en el proceso de respiración
celular.
Segunda ley de la termodinámica: “Una parte de la energía que se encuentra
disponible para realizar trabajo, se transforma en calor al pasar de una forma a
otra. Esta energía escapa al ambiente perdiéndose.”
La cantidad de energía que parte y la cantidad de energía que llega al último nivel
trófico son significativamente distintas. En consecuencia, la transferencia de
energía se realiza en forma ordenada en un flujo unidireccional.
1. Conceptos básicos
1.2 Componentes del ecosistema
Es un sistema interactivo, constituido por los
componentes físicos, químicos y biológicos
del ambiente.
Conjunto de factores
abióticos o sin vida del
ambiente.
Conjunto de factores
bióticos o con vida
del ambiente
2. Relaciones tróficas
2.1 Niveles tróficos
Los seres vivos de los
ecosistemas se organizan en los
llamados niveles tróficos.
Esta organización se centra en
como la energía fluye en los
procesos alimenticios de cada
individuo, organizándose en las
llamadas cadenas tróficas o
alimenticias.
2. Relaciones tróficas
2.1 Niveles tróficos
El primer nivel trófico comprende a los
productores, también conocidos como
autótrofos.
La mayoría de los productores corresponden
a los organismos fotosintetizadores, que
permiten el ingreso de la energía al
ecosistema, gracias a que transforman la
energía solar en energía química.
Dentro de los organismos productores
también se considera a los organismos
quimiosintetizadores.
2. Relaciones tróficas
2.1 Niveles tróficos
El grupo de los organismos autótrofos quimiosintetizadores está
formado por bacterias que emplean la energía liberada por la oxidación de
determinadas sustancias inorgánicas, entre las que se encuentran los
compuestos de azufre, hierro, nitrógeno, y también el oxígeno. La energía
obtenida de estas transformaciones químicas la utilizan para sintetizar
compuestos orgánicos, a partir del CO2 y el agua que obtienen del medio
en que viven.
Existen bacterias
quimiosintéticas
que utilizan el H2S
de los humeros
negros del océano,
sustentando
ecosistemas que no
dependen de la luz
solar.
2. Relaciones tróficas
2.1 Niveles tróficos
Los demás integrantes del ecosistema se denominan consumidores o
heterótrofos. Aquel que se alimenta del productor, será el consumidor
primario, el que se alimenta de este último será el consumidor secundario y
así sucesivamente.
El segundo nivel trófico comprende a los CONSUMIDORES
PRIMARIOS. Estos organismos obtienen la energía alimentándose de los
productores. Se consideran en base a su alimentación herbívoros.
2. Relaciones tróficas
2.1 Niveles tróficos
El tercer nivel trófico comprende a los CONSUMIDORES
SECUNDARIOS. Estos organismos obtienen la energía alimentándose de
los consumidores primarios. Se consideran en base a su alimentación
carnívoros.
El cuarto nivel trófico comprende a los CONSUMIDORES
TERCIARIOS, que se alimentan de los consumidores secundarios.
También son carnívoros.
2. Relaciones tróficas
2.1 Niveles tróficos
Los organismos descomponedores
son los que se sustentan en
despojos o desechos que no son
utilizados
por
los
animales;
permiten que algunos elementos
químicos de la materia orgánica
vuelvan al ecosistema.
Pueden actuar en cualquier nivel
trófico.
Comprenden
bacterias.
a
hongos
y
2. Relaciones tróficas
2.1 Niveles tróficos
Los organismos detritívoros (también llamados saprófagos) son
organismos que se alimentan de los desechos o detritos, de una
comunidad (hojas, ramas y troncos de árboles muertos, heces fecales,
exoesqueletos, etc.) incluyen a animales como buitres, el cóndor, los
cangrejos, las lombrices de tierra, cochinillas de tierra, etc.
Se pueden considerar consumidores que utilizan presas muertas en
lugar de vivas.
2. Relaciones tróficas
2.2 Cadenas alimentarias
Una cadena alimentaria (o cadena trófica) corresponde a la corriente de
energía y nutrientes que se establece entre las distintas especies de un
ecosistema en relación con su nutrición.
2. Relaciones tróficas
2.2 Cadenas alimentarias
Las cadenas tróficas no tienen más de 4 o 5 niveles tróficos debido a que
un alto porcentaje de la energía que reciben los organismos se emplea en
los procesos vitales y solo un 10% de la energía, aproximadamente, es
transferida a los siguientes niveles (regla del 10%).
2. Relaciones tróficas
2.3 Redes alimentarias
En la naturaleza no
existen cadenas tróficas
como tal, en su concepto
lineal.
Existen
conjuntos
de
cadenas superpuestas que
interactúan entre sí, las
llamadas tramas o redes
alimentarias (o tróficas).
2. Relaciones tróficas
2.4 Pirámides ecológicas
La pirámide ecológica es otra forma de representar las relaciones
tróficas que se establecen en un ecosistema. Existen distintos tipos de
pirámides.
Carnívoros
Herbívoros
Productores
2. Relaciones tróficas
2.4 Pirámides ecológicas
La pirámide de número representa
la cantidad de individuos que es de
cada nivel trófico de un ecosistema.
Estas pirámides pueden adoptar
una forma invertida cuando los
productores son de gran tamaño
(por ejemplo, los árboles de un
bosque).
2. Relaciones tróficas
2.4 Pirámides ecológicas
La pirámide de biomasa
representa la cantidad de
materia viva que presenta un
ecosistema.
Generalmente, esta se calcula
en gramos por metro cuadrado
y considera solo el peso seco
de los seres vivos.
Esta pirámide se puede invertir,
lo cual ocurre cuando los
productores se reproducen a
gran velocidad (por ejemplo, en
el caso del fitoplancton en los
ecosistemas marinos).
2. Relaciones tróficas
2.4 Pirámides ecológicas
La pirámide de energía representa como fluye esta en los ecosistemas
(siempre lo hace desde los productores hacia los consumidores).
No tiene la posibilidad de invertirse, pues responde a la primera y
segunda ley de la termodinámica.
2. Relaciones tróficas
2.5 Amplificación biológica
Proceso por el cual los organismos que viven en un medio, que contiene
una concentración relativamente baja de una sustancia química, pueden
llegar a aumentarla en sus tejidos, alcanzando concentraciones
considerablemente más altas que las existentes en el medio, debido a
que dicho contaminante es poco susceptible a ser metabolizado y,
además es liposoluble, lo que ocasiona efectos negativos sobre su salud.
Son
sustancias
potencialmente
bioacumulables los metales pesados,
el DDT, el lindano, los compuestos
organofosforados, los compuestos que
contienen
bifenilos
policlorados
(policloruro de bifenilo o PCBs), el
trióxido de antimonio, entre otros.
3. Ciclos biogeoquímicos
3.1 Clasificación
Los ciclos biogeoquímicos presentan reservas en las que almacenan los
elementos. Estas reservas son generalmente, factores abióticos, por lo
que se clasifican en:
•Ciclo gaseoso: Los elementos circulan principalmente, entre la atmósfera y los
organismos, a través de grandes extensiones de superficie, por lo que presentan alta
velocidad de reciclaje.
Ej. oxígeno.
•Ciclo sedimentario: Los elementos circulan entre la litósfera, la hidrósfera y los seres
vivos, con una muy lenta velocidad de reciclaje.
Ej. fósforo.
•Ciclo hidrológico: El ciclo del agua, presenta gran estabilidad molecular, donde el agua
interactúa con los otros tipos de ciclos.
3. Ciclos biogeoquímicos
3.2 Ciclo del agua
El agua está en constante circulación en la naturaleza. De la superficie
de lagos, ríos y mares se evapora , a causa de la energía calórica. Con
las bajas temperaturas en las alturas, el vapor de agua se condensa ,
formando las nubes, desde las cuales el agua precipita en forma de
lluvia, granizo o nieve. Los seres vivos la ocupan para sus procesos
biológicos y la regresan a través de la transpiración, sudor, orina y
vapor de agua. Por escorrentía , llega libre a ríos, lagos, o mares, donde
se infiltra (percolación) a través del suelo formando agua subterránea.
Agua en la Tierra:
95%
océanos y mares.
2%
agua dulce en lagos, ríos y
agua subterránea.
3% agua dulce en hielo, cordilleras,
casquetes polares, glaciares.
3. Ciclos biogeoquímicos
3.3 Ciclo del carbono y del oxígeno
Las moléculas orgánicas tienen el carbono como elemento estructural
básico, por esto es que incorporarlo a los seres vivos es de vital
importancia.
Así mismo, el oxígenos es parte
de las moléculas orgánicas y es
la base de la respiración celular
aeróbica.
fotosíntesis , para
Desde la
incorporar el CO2 a la materia
orgánica, para ser degradada
respiración celular en
con la
presencia de oxígeno, hasta la
descomposición de la materia
orgánica y liberar CO2 a la
atmósfera. También a través de
combustión
la
de los
combustibles fósiles.
3. Ciclos biogeoquímicos
3.4 Ciclo del nitrógeno
El nitrógeno es esencial para la formación de las proteínas y del material
genético de los seres vivos.
•Fijación: Bacterias aeróbicas y anaeróbicas
transforman el nitrógeno gaseoso en ion
amonio (NH4+), ion nitrito (NO2-) o en ion
nitrato (NO3-).
•Amonificación: Bacterias amonificantes o
descomponedoras que transforman urea y
ácido úrico en amoníaco (NH3).
•Nitrificación: Bacterias nitrificantes, que
transforman el amoníaco (NH3) en nitrito
(NO2-) y luego en nitrato (NO3-).
•Asimilación: Los nitratos son absorbidos por
los vegetales través de las raíces, desde el
suelo. La planta lo transforma en amonio y sus
células pueden sintetizar aminoácidos.
•Desnitrificación: Las bacterias desnitrificantes del
suelo, transforman el nitrato (NO3-) en nitrógeno
gaseoso (N2), regresándolo a la atmósfera.
3. Ciclos biogeoquímicos
3.5 Ciclo del fósforo
El fósforo forma parte de los ácidos nucleicos, de las proteínas, de las
moléculas que almacenan energía en las células y de fosfolípidos que
forman sus membranas.
•Las rocas que contienen fósforo en
forma de fosfato inorgánico, lo
liberan por erosión, el que es
captado por los productores, para
formar moléculas orgánicas.
•Los
consumidores
incorporan
fosfatos orgánicos desde los
productores por la cadena trófica.
•Los descomponedores regresan los
fosfatos orgánicos al suelo como
fosfatos inorgánicos, quedando
disponibles para productores.
Pregunta oficial PSU
En el siguiente diagrama se muestran diferentes cadenas alimentarias que comienzan en el
productor primario y terminan en el hombre:
ALTERNATIVA
CORRECTA
A
¿En cuál de estas cadenas el hombre recibe del productor primario la mayor cantidad de
energía?
A) En la cadena 5.
B) En la cadena 4.
C) En la cadena 3.
D) En la cadena 2.
E) En la cadena 1.
Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, Admisión PSU 2011.
Síntesis de la clase
ECOSISTEMA
formado por…
•Productores
•Consumidores
•Descomponedores
organizados en…
Cadenas
y
tramas
alimentarias
formando…
Pirámides ecológicas
• de número
• de energía
• de biomasa
depende del
aporte de…
Energía
se comporta
según las…
Leyes de la
termodinámica
Materia
se comporta…
Cíclicamente
Agua
Carbono
oxígeno
Nitrógeno
La energía no se crea ni se
destruye,
solo
se
transforma
En
cada
traspaso
energético parte de la
energía se pierde como
calor
Fósforo
y