ECOLOGÍA I -...
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23-08-2016
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ECOLOGÍA I
Profesor Mauricio Hernández F – Biología 4° Medio
INTRODUCCIÓN
Ecología, término propuesto por el biólogo
alemán Ernst Haeckel en 1869, deriva de la voz
griega oikos que significa "casa" o "lugar para
vivir", y logia (= logos) es literalmente el estudio
de organismos "en su hogar"
La ecología se ocupa del estudio científico de las
interrelaciones entre los organismos y sus
ambientes, y por tanto de los factores físicos y
biológicos que influyen en estas relaciones y son
influidos por ellas.
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NIVELES DE ORGANIZACIÓN ECOLÓGICA
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NIVELES DE ORGANIZACIÓN ECOLÓGICA
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FACTORES BIÓTICOS Y ABIÓTICOS
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FLUJO DE MATERIA Y ENERGÍA EN EL ECOSISTEMA
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Los diferentes elementos químicos pasan del suelo, el agua o el aire a los organismos y de unos seres vivos a otros, hasta que vuelven, cerrándose el
ciclo, al suelo o al agua o al aire.
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
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CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
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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 losorganismos, a través de grandes extensiones de superficie, por lo que presentan altavelocidad de reciclaje.Ej. oxígeno.
•Ciclo sedimentario: Los elementos circulan entre la litósfera, la hidrósfera y los seresvivos, con una muy lenta velocidad de reciclaje.Ej. fósforo.
•Ciclo hidrológico: El ciclo del agua, presenta gran estabilidad molecular, donde el aguainteractúa con los otros tipos de ciclos.
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CICLO DEL AGUA
CICLO DEL AGUA
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CICLO DEL CARBONO
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Nitrógeno
Componente esencial de las proteínas y de la atmósfera
Estado gaseoso(N2)
Debe fijarse para su utilización
Acción química de alta energía
Biológico
Bacterias fijadoras de nitrógeno
Radiación cósmica
Relámpagos y rayos
CICLO DEL NITRÓGENO
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•Nitrificación: Bacterias nitrificantes, quetransforman el amoníaco (NH3) en nitrito(NO2
-) y luego en nitrato (NO3-).
•Amonificación: Bacterias amonificantes o descomponedoras que transforman urea y ácido úrico en amoníaco (NH3).
•Asimilación: Los nitratos son absorbidos porlos vegetales través de las raíces, desde elsuelo. La planta lo transforma en amonio y suscélulas pueden sintetizar aminoácidos.
•Fijación: Bacterias aeróbicas y anaeróbicastransforman el nitrógeno gaseoso en ionamonio (NH4
+), ion nitrito (NO2-) o en ion
nitrato (NO3-).
•Desnitrificación: Las bacterias desnitrificantes delsuelo, transforman el nitrato (NO3
-) en nitrógenogaseoso (N2), regresándolo a la atmósfera.
CICLO DEL NITRÓGENO
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INCORPORACIÓN DE MATERIA Y ENERGÍA EN EL ECOSISTEMA
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De la energía solar que alcanza la superficie de la tierra, un 1% es
derivada a los sistemas vivos, a través de la fotosíntesis.
En este proceso, la energía lumínica se convierte en energía química y
el carbono proveniente de la atmósfera se convierte en moléculas
orgánicas. En estas reacciones se gasta agua y se libera oxígeno, que
es usado por los organismos heterótrofos.
INTRODUCCIÓN
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Los cloroplastos son organelos abundantes (50 a 60 por célula), donde
se produce la fotosíntesis, distinguiéndose las membranas tilacoidales,
donde se encuentran los fotosistemas I y II.
CLOROPLASTOS
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El proceso consta de dos partes:
• Fase dependiente de luz o luminosa, en los tilacoides
• Fase independiente de luz u oscura, en el estroma
FASES DE LAS FOTOSÍNTESIS
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En los Fotosistemas, seacumulan los pigmentospara captar la luz.El pigmento principal esla clorofila a, y ayudan aeste proceso lospigmentos accesorioscomo: xantófilas,carotenoides,ficiocianinas yficoeritrinas.
ENERGÍA LUMINOSA
2e-
Complejo antena
Centro de reacción
FASE DEPENDIENTE DE LA LUZ
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2 H + 1/2 O 2
Fotólisis del agua
Centro de ReacciónClorofila
Luz
AceptorPrimario
deElectrón
Generación de energía
Centro de ReacciónClorofila
AceptorPrimario
deElectrón
Producción deNADPH
Luz
NADP
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Fotosistema II
Fotosistema I
FASE DEPENDIENTE DE LA LUZ
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Fase independiente de luz o fase oscura:Se produce en el estroma, aquí se logra la fijación del CO2 para obtener productos orgánicos. Esta fase es dependiente de la anterior, ya que se requiere de ATP y NADPH.
FASE INDEPENDIENTE DE LA LUZ
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celular
FOTOSÍNTESIS
Fase luminosa
Fase oscuraAprovechamiento de laenergía solar, que quedaretenida como uncompuesto orgánico
significa …
ocurre en los …
ocurre en el…
Tilacoides
Estroma
utiliza … utiliza …
Agua, ADP, NADP+, clorofila y energía solar
Dióxido de carbono, ATP y NADPH
genera …genera …
Glucosa, ADP y NADP+
ATP, NADPH y oxígeno
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Factores internos
Son aquellos propios de las plantas y que hacen variar la tasa fotosintética:
• Presencia de estomas• Pigmentos• Contenido de agua
Estoma
H2OCO2
FACTORES QUE AFECTAN A LA FOTOSÍNTESIS
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Factores externos
Temperatura: en términos
generales, la temperatura
entre 10 y 35 ºC es la
óptima para la mayoría de
las plantas. La tasa
fotosintética cae
notablemente en
temperaturas cercanas a
los 60 ºC.
FACTORES QUE AFECTAN A LA FOTOSÍNTESIS
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Intensidad de la luz: las plantas que reciben menos luz, realizan menosfotosíntesis que las que están a la luz. Sin embargo, la relación no esdirectamente proporcional, ya que si la planta se encuentra a pleno sol, latasa fotosintética decae muchísimo, porque la alta cantidad de energíasolar y la elevada temperatura dañan su desarrollo.
FACTORES QUE AFECTAN A LA FOTOSÍNTESIS
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Concentración de CO2: el CO2 es la molécula utilizada por las plantas para producirdiversas moléculas orgánicas. La falta de él disminuye la productividad y enexceso el proceso de fotosíntesis se satura, ya que depende de la acción deenzimas.
FACTORES QUE AFECTAN A LA FOTOSÍNTESIS
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Variable dependiente es
aquella que no es controlada
por el investigador, para este
ejemplo corresponde a la
__________________.
Variable independiente es
aquella manipulada por el
investigador, para este
ejemplo corresponde a la
_____________.
tasa fotosintética
temperatura
FACTORES QUE AFECTAN A LA FOTOSÍNTESIS
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CADENAS Y TRAMAS TRÓFICAS
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Las moléculas orgánicas que forman los tejidos vivos contienen elevada
energía de enlace (energía química). En cambio, moléculas inorgánicascomo 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. Estaconversión 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 cadenasalimentarias, nos podemos dar cuenta de que los productos y
subproductos de cada grupo son el alimento del otro.
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Primera ley de la termodinámica: “La energía no se crea ni se destruye, solo setransforma”.
De esta manera, la energía proveniente de la luz solar es transformada en energíaquímica en los vegetales, a través del proceso de fotosíntesis. Esta energía seráutilizada por la planta como alimento y degradada en el proceso de respiracióncelular.
Segunda ley de la termodinámica: “Una parte de la energía que se encuentradisponible para realizar trabajo, se transforma en calor al pasar de una forma aotra. Esta energía escapa al ambiente perdiéndose.”
La cantidad de energía que parte y la cantidad de energía que llega al último niveltrófico son significativamente distintas. En consecuencia, la transferencia deenergía se realiza en forma ordenada en un flujo unidireccional.
LEYES DE LA TERMODINÁMICA
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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.
NIVELES TRÓFICOS
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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.
CADENAS TRÓFICAS
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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%).
CADENAS TRÓFICAS
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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).
REDES TRÓFICAS
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La pirámide ecológica es otra forma de representar las relaciones
tróficas que se establecen en un ecosistema. Existen distintos tipos de
pirámides.
Productores
Herbívoros
Carnívoros
PIRÁMIDES ECOLÓGICAS
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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).
PIRÁMIDES ECOLÓGICAS DE NÚMERO
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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.
PIRÁMIDES ECOLÓGICAS DE BIOMASA
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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.
PIRÁMIDES ECOLÓGICAS DE ENERGÍA
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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 potencialmentebioacumulables los metales pesados,el DDT, el lindano, los compuestosorganofosforados, los compuestos quecontienen bifenilos policlorados(policloruro de bifenilo o PCBs), eltrióxido de antimonio, entre otros.
AMPLIFICACIÓN BIOLÓGICA
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