2 dinamica ecosistemas
TRANSCRIPT
BIOLOXA E XEOLOXA 4 ESO
BIOLOXA E XEOLOXA 4 ESO
Unidade 2: Dinmica dos ecosistemas
1 Os ecosistemas necesitan materia e enerxa
O funcionamento dun ecosistema implica 2 procesos:
Fluxo de enerxa
Ciclo de materia
Refrese ao incremento de biomasa (materia orgnica). unha medida do fluxo de enerxa que percorre o ecosistema por unidade de superficie e por unidade de tempo.
Producin ecosistema
- Produccin primaria (organismos auttrofos): a enerxa luminosa transformada en materia orgnica mediante fotosntese.
- Produccin secundaria (organismso hetertrofos): Refrese ao almacenamento de enerxa nos hetertrofos
Cantidade de materia orgnica producida por unidade de superficie e tempo
Producin dos ecosistemas
A maior producin de materia orgnica corresponde ao fitoplacton mario
Isto debido a que o mar ocupa a maiora da superficie terrestre.
Imagen en falso color tomada por satlite en la que se aprecia la presencia de clorofila en un momento dado del ao. Como se puede ver, la presencia de fitoplancton es mayor en aguas fras. Fuente: NASA. http://neofronteras.com/?p=3214
Pero a productividade por superficie maior nos ecosistemas terrestres
http://www.mundo-tecnia.com/medicion-de-la-variacion-de-la/
Obtencin materia e enerxa
Produtores quimiosintticos no fondo dos ocanos
Arqueobacterias quimiosintticas
Relacins trficas
Redes trficas
Cadeas trficas
Cadea trfica
Redes trficas
Representa de forma mis realista a circulacin da materia nos ecosistemas, xa que na realidade as cadeas trficas son ramificadas debido existencia de organismos como:
Omnvoros
necrfagos
saprofitos e detrtivoros.
Hbitat e nicho ecolxico
Hbitat
Lugar onde vive
Nicho ecolxico
Papel que desempea unha especie dentro do ecosistema
= Hbitat Nicho ecolxico
Non existe competencia
2 especies = nicho ecolxico + mismo hbitat = competencia
CICLO da MATERIA e FLUXO DE ENERXA
Principio de sostenibilidade natural.
RECICLADO DA MATERIA: A materia orgnica recclase pola accin dos descompoedores en sales minerais que serven de nutrientes para os produtores.
O ciclo de materia tende a ser cerrado
A enerxa solar entra mediante fotosntese na cadea trfica e pasa de uns elos a outros mediante un fluxo aberto e unidireccional.
Ademais o fluxo dimine ao degradarse parte da enerxa pola respiracin e as perdas por calor.
O fluxo de enerxa aberto
FLUXO DE ENERGA:
REGRA DO 10%
A enerxa que pasa dun elo a outro aproximadamente o 10% da acumulada nel.
Produccin primaria neta
Produccin primaria bruta
Produccin brutaherbvoros
1 NIVEL: PRODUTORES
Luz absorbida(2%)
Enerxanon absorbida
(98%)
ENERXA SOLAR
Respiracin dos produtores
Enerxanon utilizada polos herbvoros
Enerxa inxerida polos herbvoros
Enerxanon asimilada polos herbvoros
Respiracin dos herbvoros
Produccin netaherbvoros
Enerxanon utilizada polos carnvoros
Enerxanon asimilada polos carnvoros
Enerxa inxerida polos carnvoros
Produccin bruta carnvoros
Pnc
Produccin neta carnvoros
Respiracin dos carnvoros
2 NIVEL: HERBVOROS
3 NIVEL: CARNVOROS
QUEN PASA MIS FAME NOS OCANOS?
AS BALEAS E PEIXES COMO O TIBURN BALEA E PEREGRINO, ALIMENTNDOSE DE ORGANISMOS NOS PRIMEIROS ELOS DAS CADEAS ALIMENTARIAS, CONSEGUEN TER A SA DISPOSICIN MAIOR CANTIDADE DE ALIMENTO, E POLO TANTO PODER SOBREVIVIR CUNHA GRAN BIOMASA
Parmetros trficos
PRODUTIVIDADE (p):
Relacin que existe entre producin neta e biomasa. un ndice da velocidade de renovacin do ecosistema ou tasa de renovacin
p = Pn/B
p = Pn/B =0Practicamente non existe produccin neta. A biomasa do bosque era xa a que tia xa quenun bosque maduro nun ano practicamente non hai crecemento
p = Pn/B< 1Ten unha alta producin neta en relacin a sua biomasa. As herbas medran moito nunha tempada
p = Pn/B =1Toda su biomasa equivale a la produccin neta, xa que partimos dunha semente de moi pouca biomasa
PIRAMIDES ECOLXICAS
Pirmides de producin ou enerxa:
Segue a regra do 10%
Pirmides de biomasa: Representa a biomasa acumulada nese nivel.
En niveis trficos cunha produtividade alta como o fitoplancton mario pode estar invertido respecto ao nivel superior
Pirmides de nmeros: Representa o n de individuos nun nivel trfico.
Poden ser engaosas ao presentarse de forma invertida
ej
Representacin grfica das relacins alimentarias que se establecen nun ecosistema.Cada nivel se representa en forma dunha barra de altura constante e lonxitude proporcional ao parmetro medido
Pirmides biomasa
Pirmides individuos
PIRMIDES ENERXA
Pirmide do fluxo de enerxa para un ecosistema do ro en Florida, EEUU
CICLOS BIOXEOQUMICOS
Son os camios realizados pola materia, cando escapan da biosfera e pasan pola atmosfera, hidrosfera e litosfera. Tenden a ser cerrados.
As actividades humanas ocasionan a apertura e aceleracin dos mesmos. O que contravn o principio de sostinibilidade dos ecosistemas
Reciclar ao mximo a materia para obter nutrientes, que non se escapen e que non se produzan refugos, evita a perda de materia nos ecosistemas
CICLO do CARBONO
O ciclo do carbono atpase dividido en 2 fases:
Ciclo biolxico: a biosfera acta como elemento regulador tomando e devolvendo carbono atmosfera mediante a fotosntese e a respiracin respectivamente
Ciclo bioxeoqumico: o carbono o podemos atopar no medio das seguintes formas:
Atmosfera e hidrosfera en forma de CO2 principalmente que intercambian por difusin.
Litosfera: - En forma de rochas carbonatadas e silicatadas
- Sumidoiros fsiles: almacenado en forma de combustible fsil
Ciclo biolxico do carbono
O ciclo biolxico do carbono mobiliza o carbono de forma moi rpida, de tal forma que a fotosntese mobiliza nun ano o 5% do CO2 atmosfrico, polo que en 20 anos o renova totalmente.
O carbono incorprase s cadeas trficas a travs dos organismos produtores, mediante a fotosntese, pasando a travs da cadea alimentaria ao resto dos niveis trficos.
O carbono escapa da biosfera a travs de:
- a respiracin en forma de CO2 cara a atmosfera
- parte incorprase litosfera pola descomposicin da materia orgnica morta, incorporndose ao ciclo xeolxico, de maior duracin.
Ciclo bioxeoqumico do carbono
Atmosfera e hidrosfera en forma de CO2 principalmente que intercambian por difusin.
Formacin de rochas calizas nos ocanos: O CO2 dislvese con facilidade na auga formando cido carbnico (H2CO3) que se transforma en bicarbonato (HCO3-) ao reaccionar con carbonatos (CaCO3) e silicatos (CaSiO3) Este bicarbonato volve a formar parte das rochas por dous vas:
Moitos organismos marios o usan para formar parte do seu esqueleto clcico que acabar nos sedimentos do fondo trala sa morte, almacenando polo tanto CO2 (sumidoiro)
Parte precipita de novo formando rochas calizas
Parte do carbono da litosfera retorna atmosfera mediante as erupcins volcnicas
O carbono acumulado nos sumidoiros fsiles (petrleo, carbn e gas natural) retorno por combustin
CICLO DO NITRXENO (N)
Compoente fundamental dos seres vivos forma parte de protenas e ac. nucleicos
O 78% da atmosfera nitrxeno (N2)
O N2 non inaccesible para a maiora dos seres vivos
As plantas so poden asimilar o nitrxeno en forma de nitratos (NO-3)
CICLO do NITRXENO
O ciclo consta de 4 procesos:
FIXACIN: (N2 NOx) a transformacin en xidos de nitrxeno poden realizarse na atmosfera, pero a maior parte a realizan os microorganismos do solo.
AMONIFICACIN (C-O-N NH3) a realizan bacterias que producen amonaco proveniente da descomposicin de seres vivos.
NITRIFICACIN: a realizan bacterias que transforman o amonaco en primeiro lugar en nitritos NO2 e despois en nitratos NO3.
DESNITRIFICACIN: A realizan bacterias anaerobias que descompoen os nitritos en N2 devolvndoos atmosfera
Nitrificacin
CICLO do FSFORO (P)
O reservorio principal de fsforo o constiten os fosfatos da litosfera (pertencen o ciclo xeolxico lento retorno).
As necesidades de P polos seres vivos menor que outros bioelementos como o N, pero a cantidade de P dispoible para os seres vivos menor, polo que o principal factor limtante para a producin de biomasa.
CICLO do XOFRE (S)
O S atpase maioritariamente na hidrosfera.
As plantas e microorganismos poden incorporar directamente sulfato do solo.
O sulfuro de hidroxeno pode xerar chuvias cidas.
Efecto da deforestacin sobre os ciclos da materia
Principais nutrientes limitantes da producin:
O N e P son factores limitantes moi importantes. A riqueza e produtividade dos ecosistemas dependen dos mecanismos de reciclado destes nutrientes.
En ecosistemas marios son moito mis condicionantes debido dificultade para o reciclado xa que os organismos descompoedores so estn nos fondos marios.
O P 1 e logo o N son os principais condicionantes da producin de biomasa.
OS ECOSISTEMAS AUTOREGLANSE
POBOACINS
BIOTOPO
Recursos
BIOCENOSE
Relacins
ACTIVIDADES HUMANAS
Alteracin equilibrio
Monocultivos
Cra masiva especies
PragasEnfermidades
Praguicidas sintticos
AUTOREGLACIN DAS POBOACINS
POBOACINS
BIOTOPO
Recursos
BIOCENOSE
Relacins
ACTIVIDADES HUMANAS
Alteracin equilibrio
Monocultivos
Cra masiva especies
PragasEnfermidades
Praguicidas sintticos
As pragas e o seu control
Poboacin:
Conxunto de individuos da mesma especie que se relaciona nun espazo concreto
condicionado
CRECEMENTO
DISPOIBILIDADE RECURSOS
RELACINS RESTO POBOACINS ECOSISTEMA
RESISTENCIA AMBIENTAL
Conxunto de factores biticos e abiticos que limitan o crecemento dunha poboacin
DINMICA DE POBOACINS
ESTUDA
Cambios no tamao das poboacins
AUTOREGLACIN DAS POBOACINS
Curvas de crecemento
curvas en J
Se esgotan os recursos e se produce a morte masiva dos individuos
Ecosistema ideal
Crecemento exponencialBaixo condicins especiais que non poden manterse durante moito tempo na natureza
Recursos ilimitados
Na natureza
Curvas de crecemento
curvas en S
Condicins naturais
Recursos limitados
1 - A poboacin medra exponencialmente (recursos ilimitados)
2 - A resistencia ambiental frea o crecemento
2 - A poboacin mantense mis ou menos constante arredor dun valor K
K Capacidade de carga dun ecosistemaTamao mximo dunha poboacin que pode manterse dun xeito mis ou menos estable Poboacin en crecemento estacionario e en equilibrio
Estratexias SUPERVIVENCIA POBOACINS
Estrategas de r
Especies oportuistas ou pioneiras
Ecosistemas inestables ou nas 1 etapasde desenvolvemento
Tempo vida curto
Tasa reproducin elevada
Ex: microorganismos, algas, moitos insectos e herbas
O tamao das poboacins r estrategas presentan fortes variacins e mantense por debaixo da capacidade de carga (K)
Estrategas de K
Especies especialistas
Ecosistemas estables
Tempo vida longo
Tasa reproducin baixa
Maiora indivduos chegan idade adulta
Ex: maiora de aves e mamferos
O tamao das poboacins K estrategas estabilzase co tempo, arredor da capacidade de carga (K)
Curvas de supervivencia e fecundidade
As sucesins ecolxicas
Secuencia de cambios que se producen nun ecosistema, como resultado da sa propia dinmica interna
Proceso lento e gradual
CAMBIOS XERAIS NUNHA SUCESIN
Estado inicial
escasa diversidade
Estado final
maior diversidade
+ diversidade
+ complexidade estrutural
+ biomasa
+ eficacia aproveitamento enerxa
+ produtividade
+ estabilidade ecosistema
Sucesin ecolxica paisaxe volcnica
Comunidade climax
Estado de equilibrio estable dun ecosistema ao final dun proceso de sucesin
O equilibrio pode perderse se cambian as condicins ambientais ou o n individuos dunha poboacin
Non un estado permanente
Sempre aparecern cambios que levaran a :
Regresin etapas anteriores
Novas evolucins
Comunidade climax (Fragas do Eume)
Sucesins primarias e secundarias
Mis lentas porque 1 debe formarse o solo
1 especies pioneiras ou colonizadoras
Sustitudas por especialistas (explotan nichos non accesibles s anteriores)
Lugares non colonizados anteriormente por seres vivos e sen solo
Exista outra comunidade anteriormente eliminada parcial o totalmente por unha perturbacin
Especies invasoras (Alctonas)
Perda da biodiversidade Ameazas para a biodiversidade
INTRODUCIN ESPECIES EXTICAS
Especies clave
Desempean un papel crucial no funcionamento do ecosistema A desaparicin implica o colapso do mesmo
MODELO DEPREDADOR- PRESA
As poboacins das das especies non se estabilizan e permanecen oscilantes indefinidamente. As, comezando a partir dunha situacin con poucos depredadores, o crecemento vigoroso das presas facilitar a reproducin de predadores e, finalmente, aumentar a poboacin destes; pero o aumento pode reducir o crecemento da presa e facelo negativo, de xeito que o nmero absoluto de depredadores comezar a diminur, aumentando as presas e volvendo a iniciarse un novo ciclo
O modelo depredador presa foi enunciado matemticamente por Lotka-Volterra