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…”nada se crea, nada se destruye, sólo se

transforma”… (Lavoisier)

• Energía ¿de donde proviene?

Clase 1 Energía y MateriaVaras, Humberto y Núñez Sergio, 1998

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•Radiación Solar

•Del total de la radiación solar que llega a la Tierra, un 30% es reflejada de inmediato al espacio; y solamente el 70% restante es absorbida por el planeta y acciona el ciclo del agua, impulsalos vientos y las corrientes oceánica, activa la fotosíntesis y calienta el planeta.

Clase 1 Energía y Materia

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Fotosíntesis ¿le hemos tomado el peso?

• La energía que llega a la Tierra es fijada por organismos clorofílicos y otros organismos como bacterias.

•• LLa fotosa fotosííntesis transforma la energntesis transforma la energíía solar, que llega en a solar, que llega en forma de luz, en energforma de luz, en energíía qua quíímica de enlace gracias a la mica de enlace gracias a la presencia en los vegetales de pigmentos clorofpresencia en los vegetales de pigmentos clorofíílicoslicos..

• El resultado es la formación de oxígeno libre, agua y compuestos orgánicos reducidos, como es la glucosa entre otros hidratos de carbono

• Estos azúcares son compuestos ricos en energía, porque su oxidación libera una gran cantidad de ella, la que en definitiva es energía solar previamente fijada por el vegetal..

Clase 1 Fotosíntesis y Respiración

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¿Cuánta energía solar es absorbida en la fotosíntesis?

• La máxima absorción de la luz solar en la fotosíntesis tiene un promedio de 2%.

• Diferencia en la eficiencia energética de la fotosíntesis.

Respiración

El proceso de respiración de los seres vivos termina por ocupar la energía química transformándola en calor, forma en que la energía abandona el sistema comunitario

Hidalgo, Jerez, Ramírez, Varela, 1995

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Fotosíntesis y Respiración

• A los organismos que son capaces de captar y transformar la energía lumínica en energía química se les llama autótrofos y la reacción implicada se denomina fotosíntesis:

6CO₂+6H₂O C₆H₁₂O₆ + 6O₂

• La materia orgánica (biomasa) fabricada es utilizada por los propios organismos en mantenimiento de sus procesos vitales. El mecanismo de la respiración supone una degradación de la energía.

Dos procesos fundamentales que mueven la materia y la energía de los ecosistemas

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Biomasa

• La biomasa es la cantidad total de materia viviente en un área determinada de la superficie terrestre.

• Su valor disminuye a medida que se asciende en la escala botánica. Mayor en algas plantónicas que entre plantas superiores.

Clase 1 Biomasa

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Flujo Y Masa

• El flujo de energía en los diferentes organismos es siempre una corriente en una sola dirección.

Productores Productores ConsumidoresConsumidores DescomponedoresDescomponedores

• En un ecosistema la energía circula linealmente y la materia lo hace cíclicamente

• Dentro de los ecosistemas los organismos se clasifican en eslabones que componen la CADENA TRÓFICA. Toda cadena trófica se estructura en dos niveles básicos

1.- Productores o AUTÓTROFOS

2.- Consumidores o HETERÓTROFOS

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Varas, Humberto y Núñez Sergio, 1998

Ciclos de Materia y flujos de energía

Clase 1 Flujo y Masa

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AUTÓTROFOS (Productores)

Organismos autótrofos: Aquellos capaces de tomar la energía y transformarla en energía de enlace químico. La mayoría de estos organismos son verdes por la presencia de clorofila como pigmento fijador.

Suelen agregarse otros pigmentos, como los carotenos y xantofilas entre otros. Estos últimos no son capaces de fijar directamente la energía, pero si son capaces de transmitirla hacia la clorofila.

• Establecen la base energética de la comunidad

Clase 1 Flujo y Masa

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HETERÓTROFOS (Consumidores)

A los heterótrofos se les conoce como consumidores, porque consumen la materia rica en energía sintetizada por los productores.Ellos deben consumir a otros organismos para proveerse de la energía y los nutrientes que ellos necesitan

• Dentro de un ecosistema existen cuatro niveles de consumidores

1.- Consumidores primarios

2.- Consumidores secundarios

3.- Consumidores terciarios

4.- Descomponedores

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Red Trófica Hipotética

Varas, Humberto y Núñez Sergio, 1998

Clase 1 Flujo y Masa

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A estos niveles o eslabones se le llama…

Cadena Trófica

Productoresautótrofos

Consumidores herbívoros

Consumidores carnívoros

Consumidoresdescompositores

A las rutas de consumo de la biomasa en un ecosistema, por transferencia de materia de un organismo a otro, se les denomina CADENA TRÓFICA

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FLUJO DE MATERIA Y ENERGIA

Autótrofos Productores

Heterótrofos consumidores

Respiración y calor

Respiración y calorEnergía solar

incidente

Clase 1 Flujo y Masa

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VEGETALES

HERBIVOROS

CARNIVOROS

CARNIVORO

DESCOMPOSITORDESINTEGRADOR

Energía MateriaMateriaEnergía

FLUJO DE MATERIA Y ENERGIA

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CADENAS Y REDES TROFICAS

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PARÁMETROS TRÓFICOS

• Biomasa

• Productividad

• Tasa y Tiempo de Renovación

• Eficiencia

Medidas y factores utilizados para evaluar la eficiencia o rentabilidad energética de cada nivel trófico y del ecosistema completo.

Clase 1 Flujo y Masa

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BIOMASA

• La biomasa es la cantidad de materia orgánica viva (fitomasa y zoomasa) o materia muerta (necromasa) de cualquier ecosistema. (Por ejemplo, leña, leche, carne, hojarasca, entre otros)

Varas, Humberto y Núñez Sergio, 1998

La biósfera posee una cantidad de biomasa insignificante respecto a la cantidad de necromasa (masa muerta), siendo aún mayores las reservas resultantes de la acumulación de carbono reducido, carbón o petróleo, por otros tiempos geológicos

Clase 1 Flujo y Materia

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PRODUCTIVIDAD

Se llama productividad a la capacidad energética de un ecosistema, incluyendo la energía almacenada en la biomasa y la utilizada para mantener dicha biomasa, durante cierto período.

Existen varios tipos de productividad que están relacionados con los niveles tróficos de un ecosistema o trama alimentaria

Clase 1 Flujo y Masa

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TASA Y TIEMPO DE RENOVACIÓN

Tasa de Renovación

Representa la velocidad con que se renueva la biomasa, sirve para indicar la riqueza de un determinado ecosistema o nivel trófico. Se expresa en % y es Pn/B

Por ejemplo: la producción neta de una biomasa de 5.000 mg/m³ por día, entonces su Tasa de Renovación es:

Tasa de Renovación = 50 mg/m³ * día = 0.01 o 1% diario

5000 mg/m³

Clase 1 Flujo y Masa

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Tiempo de Renovación

Período en que tarda en renovarse un nivel trófico o un sistema. Este concepto se expresa mediante una relación inversa a la anterior, B/Pn y se puede expresar en días, años, entre otros.

Tiempo de Renovación = 5000 mg/m³ * día = 100 días

50 mg/m³

Con estos dos parámetros podemos evaluar cuánto de renovable tiene un recurso y tomar medidas de conservación. Por ejemplo, en el caso anterior, el recurso citado se renueva completamente en 100 días. Si se sigue explotando antes de ese plazo, se imposibilita su renovación.

Clase 1 Flujo y Masa

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EFICIENCIA

• Representa el rendimiento de un nivel trófico o de un sistema y se calcula mediante el cuociente salidas/entradas; es decir, la eficiencia será mayor mientras las salidas sean mayores que las entradas.

• Desde el punto de vista del aprovechamiento energético, teniendo en cuenta la regla del 10%, es más eficiente una alimentación a partir del primer nivel trófico, ya que se aprovecha más la energía y se podrá alimentar a mayor número de individuos.

Como regla general, la energía que pasa de un eslabón a otro es aproximadamente el 10% de la energía acumulada. El 90% restante de la energía se pierde como calor en los procesos de mantenimiento. Esto se conoce como “Regla del 10%”

Clase 1 Flujo y Masa

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REGLA DEL 10%• Esta regla explica la razón por la cuál el número de eslabones

de la cadena trófica está limitado a menos de seis, aún cuando el porcentaje de energía transferida aumenta en los últimos eslabones.

Clase 1 Flujo y Masa

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FACTOR AMBIENTAL LIMITANTE

• Se está en presencia de un factor ambiental limitante cuando uno de ellos alcanza valores próximos a un umbral crítico, los que una vez alcanzados y superados impide el crecimiento y reproducción de un organismo

• “ Ley del mínimo” Cualquier proceso del que dependen varios factores está controlado por el factor que más se aproxima a un valor para el que el proceso se detiene

Un factor ecológico limitante es aquel que se encuentra ausente en un medio que lo requiere, o cuando se encuentra en cantidades o concentraciones por debajo de un mínimo crítico.

Clase 1 Flujo y Masa

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Inversamente, también es limitante cuando se manifiesta en grandes cantidades o altas concentraciones, que exceden los límites tolerables por los organismos.

FACTORES LIMITANTES

LA TEMPERATURA: Actúa sobre los seres vivos estableciendo límites de tolerancia, condicionando la actividad biológica, influyendo en la distribución geográfica de las especies en el planeta, así como en la localización específica, y por último

influyendo también en la densidad de las poblaciones.

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LA HUMEDAD : El agua es un componente esencial de la materia orgánica viva, alcanzando entre un 70 a un 90% en el protoplasma animal en su vida activa. Esto lleva a reagrupar los organismos vivos en función de sus requerimientos de agua para su subsistencia.

Hidrófilos o acuáticos;

Higrófilos;

Mesófilos

Xerófilos

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LA LUMINOSIDAD : Es un factor ecológico fundamental, interviene en numerosos procesos fisiológicos, siendo el más importante la fotosíntesis.

La intensidad lumínica tiene una gran importancia sobre la productividad de los ecosistemas.

La estructura del aparato fotosintético es, por sí mismo, un factor limitante de la producción primaria. Los pigmentos fotosintéticos (clorofilas y carotenos) captan normalmente algunas ondas electromagnéticas de la radiación solar.

Se asocia a los ritmos biológicos como, épocas de apareamientos, ritmos alimentarios diarios o nocturnos, fototropismos positivos o negativos, fotocinesis positivas o negativas.

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EL VIENTO: Posee una acción indirecta, aumentado o disminuyendo la temperatura según sea el caso.

Dada la asociación de la temperatura con la humedad, puede acelerar de los procesos de evaporación.

LA PRESION ATMOSFERICA: Se sabe que sus variaciones afectan el comportamiento de los seres vivos, incluyendo

al hombre.

NUTRIENTES Y MINERALES: El fósforo es el principal factor limitante.

DIÓXIDO DE CARBONO: hace ya tiempo era un indicador de productividad, hoy se pone en duda.

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FACTOR LIMITANTE

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LIMITE DE TOLERANCIA o VALENCIA ECOLÓGICA

Según la amplitud de la tolerancia a variaciones de los factores ecológico, los organismos se pueden agrupar en dos categorías:

1.- Organismos Estenoicos: Son aquellos que presentan una tolerancia restringida a un determinado factor ambiental. Valencia ecológica de menor amplitud.

2.- Organismos Eurioicos: Son aquellos que presentan una amplia tolerancia a un determinado factor ambiental. Son especies poco exigentes. Valencia ecol. Valencia ecolóógica de gran amplitud. gica de gran amplitud.

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LIMITE DE TOLERANCIA

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Con respecto a la temperatura los hay estenotermos y euritermos

Con respecto a la salinidad pueden dividirse en estehalinos y en eurihalinos

En relación a la humedad serían los estenohígricos y los

eurihígricos.

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Próxima clase…

• En relación a los nutrientes y minerales que necesita un organismo para su vivencia… daremos paso al conocimiento de los ciclos Biogeoquimicos…