Biosfera

(1)

La Biosfera

(2)

Biosfera

: Es el conjunto formado por todos los seres vivos

que habitan la Tierra. Los límites están entre los

aproximadamente 6500 m de altitud y los 2900-3000 m de

las profundidades oceánicas. No es uniforme en grosor ni en

densidad.

6500 m

(3)

Ecosfera

: es el ecosistema planetario de la Tierra (la Tierra

puede ser considerada como un ecosistema donde la

atmósfera, hidrosfera, geosfera y los seres vivos se

relacionan entre sí, directa o indirectamente, por ejemplo

los organismos fotosintéticos producen oxígeno que se

libera a la atmósfera y, a su vez, este oxígeno puede ser

cogido de la atmósfera y usado por otros seres vivos).

Ecosistema:

es un sistema dinámico formado por el

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La biosfera es un término que se refiere al

conjunto de todos los seres vivos que

habitan la tierra y se puede considerar un

sistema:

1.Dinámico

2.Abierto

3.Discontinuo

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COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DE LA BIOSFERA

o POBLACIÓN: Conjunto de seres vivos de la misma especie que viven en un ecosistema en un momento determinado.

o COMUNIDAD: Conjunto de seres vivos de diferentes especies que es equivalente a la biocenosis (o biosfera en relación al planeta).

o ESTRUCTURA DE UN ECOSISTEMA : Se refiere a la forma en que disponen las poblaciones y las interrelaciones que tienen lugar entre ellos. Estas relaciones se basan básicamente en términos de FLUJO DE ENERGÍA Y CICLOS DE MATERIA o TEORIA DE SISTEMAS.

 Desde el punto de vista de los modelos se considera que entre las poblaciones de seres vivos y el medio existen una serie de relaciones CAUSALES.

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Los componentes básicos de un ecosistema

son...

Elementos abióticos Productores consumidores Energía radiante Respiración Nutrientes CO₂ O₂

H ₂O Consumo

Descomposición Deposición CO₂

O₂

H ₂O

Nutrientes

Caída de hojas

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Dinámica de la ecosfera

El estudio de la ecosfera es muy complejo, se recurre a unidades más pequeñas, los ECOSISTEMAS.ECOSISTEMAS.

Los ecosistemas son unidades naturales formados por componenetes vivos y no vivos que interactúan entre sí que interactúan entre sí y cuyos límites son mas o menos definibles. Se compone de:

Componentes vivos: BIOCENOSIS Componentes no vivos: BIOTOPO

Así tenemos que:

ECOSISTEMA = BIOCENOSIS + BIOTOPO

ECOSFERA = BIOSFERA + BIOTOPO TERRESTRE (ATMÓSFERA,

HIDROSFERA, GEOSFERA)

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Biotopo

Se denomina así a una zona de características ambientales uniformes ocupada por una comunidad de seres vivos. Es un conjunto de factores físico-químicos abióticos que rodean a una comunidad y que se compone de un medio físico y unos factores del medio ( Factores abióticos)

MEDIO FÍSICO:

Es el lugar donde los seres vivos desarrollan sus funciones vitales. Básicamente hay dos tipos de medios: Líquido y gaseoso y ambos tienen un límite inferior sólido sobre el que se sustentan los organismos.

FACTORES ABIÓTICOS:

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Factores físico-químicos de los biotopos

Humedad del aire

Dado que un 70% del peso de la materia viva es agua, los organismos

que viven en el medio aéreo presentan importantes adaptaciones para

evitar su pérdida.

En las plantas distinguimos plantas acuáticas o

hidrofita,

de zonas

húmedas o

higrofitasa y p

lantas de ambientes secos o

xerofitas

.

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Temperatura

En líneas generales, la vida es posible entre varios grados bajo cero y unos 50º C.

Las plantas suelen resistir mejor que los animales las temperaturas extremas, la

flora alpina soporta hasta -30º C. y las plantas de los desiertos hasta +60º. En el

agua, y debido a su calor específico, las temperaturas no son tan extremas, la

mayor parte de la masa de agua de los océanos oscila entre 2º y 4º C. En

superficie, las temperaturas oscilan entre -2º y +30º C.

Respecto a la temperatura, los animales desarrollan dos estrategias, unos

mantienen su temperatura constante, son los

homeotermos

(tienen gruesas capas

de grasa, emigran cuando llegan los fríos, etc.) y otros, los

poiquilotermos

no la

mantienen. Estos últimos se aíslan lo más posible, escondiéndose bajo tierra, o

reducen al máximo su metabolismo o realizan un intenso ejercicio muscular para

aumentar su temperatura (abejas).

Las plantas pierden sus hojas (moreras) o las presentan aciculares (pinos)

reduciendo su metabolismo para evitar la congelación.

(11)

Gases

Está formado por la zona de la atmósfera próxima a la superficie terrestre. La

capa más baja de la atmósfera, denominada

troposfera

que es la que nos

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Salinidad

Llamamos salinidad a la concentración de sales minerales que posee disueltas el

agua. En el agua de mar la salinidad media es de 35 gramos por litro. Si bien hay

diferencias entre mares u océanos, así es mayor en el mar Menor que en el

Mediterráneo y en éste es mayor que en el Atlántico.

Una forma de expresar la concentración de soluto en un disolvente es mediante la

presión osmótica. Aquellos que la mantienen constante pese a las variaciones del

medio se llaman

homoosmóticos o eurihalinos

, esto les permite sobrevivir en

aguas de distinta salinidad (por ejemplo el salmón o la anguila).

Aquellos que no la mantienen, denominados

poiquiloosmóticos o estenohalinos

,

no sobreviven a los cambios de salinidad.

Hay plantas capaces de resistir terrenos con muchas sales, así el Tamarix gallica

o las plantas llamadas barrilas. Algunos animales tienen mecanismos especiales

para eliminar el exceso de sal ingerida, así las tortugas tienen unas glándulas

junto al ojo y las aves en el pico

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Suelo

El suelo es un complejo dinámico formado por los productos de alteración de

las rocas, junto con los restos orgánicos de los seres vivos. Es por tanto, el

producto final resultante de la interacción entre litosfera, atmósfera y los seres

vivos.

Los animales presentan diversas adaptaciones anatómicas al suelo según el tipo

de vida que llevan. Así, los de costumbres

hipogeas

(bajo tierra) suelen ser

alargados (lombrices) o tener patas para excavar (topos y grillos cebolleros).

Los que viven sobre tierra, los llamados

epigeos

, presentan diversas

(14)

Biocenosis

Eduardo Gómez

Eduardo Gómez _{La Ecosfera}_{La Ecosfera} 1414

Está formada por los seres vivos y las relaciones que existen entre ellos. Los seres vivos no viven solos ni aislados sino que se agrupan formando poblaciones de la misma especie y comunidades junto con otras especies.

FACTORES BIÓTICOS:

Son las relaciones que existen entre los diferentes seres vivos. Pueden ser de dos tipos:

• Intraespecíficas, cuando se producen entre individuos de la misma especie.

• Interespecíficas cuando se producen entre individuos de las diferentes especies que habitan en el ecosistema.

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Nicho ecológico

Eduardo Gómez

Cada una de las especies del ecosistema tiene su HABITAT (espacio físico que reúne las condiciones físico-químicas adecuadas para que esa especie pueda vivir.

También, cada especie tiene su NICHO ECOLÓGICO, que supone el papel, la función que cada especie desempeña en el ecosistema. Es decir, el conjunto de circustancias, relaciones con el ambiente, conexiones tróficas y funciones

ecológicas que definen el “oficio” en el ecosistema de esa especie determinada.

El concepto de nicho deriva de la competencia entre las especies, ya que si dos de ellas tienen el mismo oficio en el ecosistema, es decir, el mismo nicho ecológico, competirán entre sí y una de las dos especies quedará excluida.

(16)

Eduardo Gómez

Tres especies de garzas comparten un mismo hábitat, pero tienen distinto nicho ecológico. Anidan en distinto sitio, se alimentan de presas

diferentes, su actividad no es la misma…..

1

2

(17)

Eduardo Gómez

Una sola especie puede ocupar diferentes nichos en distintas regiones, en

función de factores como el alimento disponible y el número de

competidores. Algunos organismos, por ejemplo, los animales con distintas

fases en su ciclo vital, ocupan sucesivamente nichos diferentes.

Un renacuajo es un consumidor primario, que se alimenta de plantas, pero la

rana adulta es un consumidor secundario y digiere insectos y otros animales.

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Eduardo Gómez

Se pueden distinguir dos tipos de nichos:

Nicho ecológico potencial

Nicho ecológico potencial (IDEAL):

Es el que satisface todas las necesidades de una especie. Muy difícil de alcanzar (en laboratorio o en cautividad, pero no en la vida real)

Nicho ecológico real

Nicho ecológico real:

Es el nicho que ocupa una especie en condiciones naturales y donde influye mucho la competencia.

Existen especies muy próximas que ocupan nichos ecológicos distintos

(19)

u

Eduardo Gómez

Mismo nicho ecológico, distinto

hábitat Mismo hábitat, distinto

(20)

Eduardo Gómez

Mismo nicho ecológico, distinto

hábitat

(21)

Eduardo Gómez

(22)

Relaciones tróficas: cadenas y

redes tróficas

Eduardo Gómez

La materia y la energía circulan en los ecosistemas en forma de relaciones tróficas (relaciones alimentarias), que se producen entre los organismos, vivos o muertos.

NIVELES TRÓFICOS. Cada uno de los diferentes grupos de organismos del ecosistema que se alimentan de forma similar.

Las relaciones entre los diversos niveles tróficos se representan mediante

CADENAS TRÓFICAS, en las que cada organismo ocupa una posición llamada ESLABÓN O NIVEL TRÓFICO. Hay tres grandes grupos o niveles tróficos:

a) Productores b) Consumidores c) Descomponedores

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El establecimiento de una relación ecológica entre los seres

vivos componentes de la biocenosis se traduce en una

transferencia de materia y energía entre todos los sistemas

vivos.

De esta forma los mecanismos por los cuales la materia y la

energía se transfiere de unos organismos (sistemas abiertos

cibernéticos) a otros en el marco físicoquímico del biotopo se

denominan RELACIONES TRÓFICAS.

(24)

Productores

Eduardo Gómez

Son los ORGANISMOS AUTÓTROFOS, constituyen el primer eslabón de la cadena alimentaria. Pueden ser:

Fotoautótrofos

Fotoautótrofos:

Son organismos FOTOSINTÉTICOS. Usan la luz del sol. Algas verdeazuladas (bacterias fotosintéticas), algas

eucariotas unicelulares ( protozoos fotosintéticos) y pluricelulares y el resto de las plantas.

Quimioautótrofos

Quimioautótrofos:

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Eduardo Gómez

o Se caracterizan por usar la energía solar para producir moléculas orgánicas (por ejemplo hidratos de carbono) y otros compuestos que luego serán transformados en energía química.

o Los productores constituyen el 99% de toda la materia orgánica del mundo vivo.

o Son organismos capaces de captar y aprovechar la energía solar o lumínica (que es prácticamente toda la energía exterior que recibe el ecosistema) para transformar sustancias inorgánicas (agua, dióxido de carbono y sales minerales), pobres en energía química, en sustancias orgánicas, ricas en energía química.

o En los ecosistemas terrestres, los principales productores primarios son las plantas superiores, las angiospermas y gimnospermas.

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Eduardo Gómez

Materia inorgánica

Materia orgánica

(energía química)

Necesidades propias

Otros niveles tróficos

Respiración, crecimiento,

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Consumidores

Eduardo Gómez

Estos organismos aprovechan la materia orgánica de los productores para convertirla en materia orgánica propia.

Consumidores primarios:

Consumidores primarios: Se alimentan de los productores primarios y son los denominados herbívoros.

• En la tierra, los herbívoros típicos incluyen insectos, reptiles, pájaros y mamíferos.

• En los ecosistemas acuáticos (de agua dulce y salada) los herbívoros son típicamente pequeños crustáceos y moluscos. Estos, junto con los protozoos forman el zooplancton, el cual se alimenta del fitoplancton.

Consumidores secundarios:

Consumidores secundarios: Este nivel está constituido por animales que comen otros

animales, se alimentan de los herbívoros y por lo tanto son carnívoros, por ejemplo: halcón, orca, carpa, etc.

Consumidores terciarios: S

Consumidores terciarios: Se alimentan de los consumidores secundarios, y por lo tanto también son carnívoros (supercarnívoros), por ejemplo: león, cocodrilo, etc.

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Saprófagos

Eduardo Gómez

Es un tipo de consumidores. Se alimentan de materia orgánica muerta,

pueden ser:

• NECRÓFAGOS O CARROÑEROS. Se alimentan de cadáveres y

materia orgánica descompuesta.

• COPRÓFAGOS. Se alimentan de excrementos.

• DETRITÍVOROS. (En biología los detritos son residuos,

generalmente sólidos permanentes, que provienen de la

descomposición de fuentes orgánicas -vegetales y animales-). Se

alimentan de materia orgánica muy fragmentada (alto grado de

descomposición), como los

pólipos y las lombrices.

Ni los animales carroñeros (buitres, algunos córvidos, hienas, etc.), ni los

coprófagos (escarabajos) ni los detritívoros se consideran

(29)

Otro tipo especial de consumidores. Usan más de una fuente

de materia orgánica es decir ocupan varios niveles tróficos en

función de su obtención de materia y energía en cada

momento.

La especie humana puede comportarse como consumidor

primario, secundario, terciario, de cuarto grado, etc, o varios a

la vez.

Omnívoros

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Descomponedores y/o

transformadores

Eduardo Gómez

Son organismos que aprovechan la materia y la energía que aún contienen los

restos de seres vivos (cuerpos muertos, deyecciones, etc), descomponiendo la

materia orgánica en materia inorgánica (descomponedores mineralizadores)

A este grupo pertenecen los hongos, bacterias (aerobias y anaerobias) y otros

microorganismos, quienes segregan enzimas digestivas sobre el material

muerto o de desecho y luego absorben los productos de la digestión

(descomponedores saprofitos).

(31)

Una cadena trófica es una relación lineal, unidireccional

entre seres vivos que se alimentan unos de otros. Se

representa mediante flechas que señalan la dirección de la

transferencia de materia y energía.

Fitoplacton –> zooplacton –> sardinas –> atún

Cadenas tróficas

(32)

Redes tróficas

Eduardo Gómez

Las múltiples interacciones existentes entre los individuos impide definir individualmente con claridad una cadena trófica, ya que, según las circunstancias, un depredador puede al mismo tiempo ser presa. Por ello es más propio hablar de red alimentaria o trófica.

En una red alimentaria cada individuo ocupa un nudo en una intersección de relaciones tróficas.

Si un nudo desaparece (extinción de una

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Eduardo Gómez

(34)

Eduardo Gómez

(35)

Ciclo de la materia

Eduardo Gómez

• La materia es el vehículo de la transferencia de energía, que se transforma continuamente mediante reacciones químicas de OXIDO-REDUCCIÓN.

• Cuando la materia se reduce, almacena ENERGÍA QUÍMICA y cuando se oxida, la libera en también en forma de ENERGÍA QUÍMICA O CALOR.

• A diferencia de la Energía, la Materia puede circular en el ecosistema.

• La circulación consiste en la transferencia desde los medios inertes en donde suele estar OXIDADA, hasta los seres vivos en donde aparece REDUCIDA y de nuevo a los medios inertes.

• Los procesos implicados en estas transformaciones son LA FOTOSÍNTESIS Y LA RESPIRACIÓN.

• La circulación de la materia en los ecosistemas es abierta, ya que siempre hay salida y entrada de organismos, fijación de gases, pérdidas por erosión, precipitación,

gasificación, lixiviados...

(36)

Circulación de la materia

Eduardo Gómez

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Flujo de energía

Eduardo Gómez

En los ecosistemas, la energía fluye de un nivel trófico a otro de forma unidireccional, no forma un ciclo cerrado como la materia. De la energía solar que llega a la

superficie de un ecosistema se aprovecha sólo un 1 % aproximadamente y se almacena mediante la fotosíntesis.

En el mismo ecosistema hay pérdida de energía, porque cerca de la mitad de la producción primaria es gastada por los productores en su metabolismo y se pierde como calor, y sólo la otra mitad está disponible para los consumidores como alimento (carbohidratos, celulosa, lignina, grasas, proteínas, etc.).

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Eduardo Gómez

En el paso de energía desde el sol a lo largo de los diferentes

niveles de las cadenas o redes tróficas hay una pérdida gradual de

la misma (o transformación en forma de calor aumentando su

entropía). Se estima en los ecosistemas terrestres en un 10% el

índice de aprovechamiento de la energía almacenada en un nivel

trófico que es utilizada en el nivel trófico siguiente en la síntesis

de materia nueva perdiéndose el resto en procesos de respiración,

producción de excrementos, reproducción y demás procesos

vitales por lo cual el número de eslabones en una cadena

alimentaria ha de ser, por necesidad, corto.

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Eduardo Gómez

Se supone que de un nivel trófico a otro no pasa más de un 10% de la energía del nivel anterior, y por eso las cadenas tróficas no pueden tener mas de 4 o 5 eslabones

En una cadena o red trófica, la energía que entra es igual a la acumulada en forma de materia orgánica en cada nivel mas la desprendida en forma de calor,

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Flujo de energía en el ecosistema

Eduardo Gómez

Productores

Consumidores primarios

Consumidores secundarios

Consumidor final

Calor Energía

solar

Calor

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Eduardo Gómez

En el flujo de energía y de nutrientes inorgánicos, es posible

hacer algunas generalizaciones:

• La fuente primaria (en la mayoría de los ecosistemas) de

energía es el sol.

• El destino final de la energía en los ecosistemas es

perderse como calor (disipación total de la energía, 2ª

ley de la termodinámica).

• La energía y los nutrientes pasan de un organismo a otro

a través de la cadena alimenticia (trófica) a medida que

un organismo se come a otro.

• Los descomponedores extraen la energía que permanece

en los restos de los organismos.

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