TEMA 4
¿Dónde se produce la mayor y la menor
4.1. INTRODUCCIÓN
• Biosfera
: es el
conjunto de
todos los seres
vivos que
• Un
ecosistema
es un
sistema natural
integrado por
componentes vivos y
no vivos que
interactúan entre si.
– Componentes bióticos (vegetales, animales, microorganismos)
– Componentes bióticos (humedad,
• Comunidad o
biocenosis
: es el
conjunto de seres
vivos que habitan en
un ecosistema
• Ecosfera
: es el
conjunto formado por
todos los
ecosistemas que
constituyen la Tierra.
La ecosfera es el
4.2. RELACIONES TRÓFICAS
• Representan el mecanismo de
transferencia energética de unos
organismos a otros en forma de alimento.
• Se representa mediante:
– Cadenas tróficas.
A. Productores
• Son los organismos autótrofos (pueden sintetizar materia orgánica).
• Organismos
fotosintéticos que
captan y transforman la energía lumínica en energía química.
– Plantas superiores. – Algas microscópicas y
cianobacterias.
• Organismos
B. Consumidores
• Son organismos heterótrofos que utilizan la
materia orgánica para llevar a cabo sus
funciones vitales mediante mecanismos
respiratorios.
• Tipos:
– Herbívoros o consumidores primarios. Segundo nivel. – Carnívoros o consumidores secundarios. Tercer
nivel.
• Redes tróficas:
– Omnívoros.
– Carroñeros o necrófagos.
C. Descomponedores
4.3. CICLO DE MATERIA Y FLUJO
DE ENERGÍA
• Los ecosistemas siguen unos principios
de sostenibilidad natural:
– Reciclar al máximo la materia para obtener
nutrientes.
– No producir desechos no utilizables.
A. El reciclado de la materia
• La materia orgánica es biodegradable, puede ser transformada en materia inorgánica por la acción de algunos organismos, los descomponedores.
• La materia orgánica que cae al suelo se transforma en sales
• El ciclo de la materia tiende a ser cerrado. A veces los nutrientes se escapan de la biosfera por gasificación o lixiviado. También pueden escapar al reciclado
B. Flujo de la energía
• La energía solar que
entra a la cadena
trófica mediante la
fotosíntesis es
• El flujo de la energía es abierto.
• Es unidireccional.
• El flujo disminuye desde los productores hasta
los últimos niveles según la
regla del 10%
(la
energía que pasa de un eslabón a otro es
aproximadamente el 10% de la que queda
acumulada en él.
• Se cumple la primera ley de la termodinámica,
por lo que la energía no se pierde. Parte se
pierde en forma de calor.
C. Parámetros tróficos
• Son las medidas utilizadas para evaluar tanto la
rentabilidad de cada nivel trófico como del
ecosistema completo.
• BIOMASA: es la cantidad en peso de materia
orgánica viva o muerta de cualquier nivel trófico o de cualquier ecosistema.
Es la manera que tiene la biosfera de almacenar
• En forma de biomasa
es como se transfiere
la energía de unos
• PRODUCCIÓN (P):
representa la cantidad de
energía que fluye por cada nivel trófico.
– Producción primaria, es la energía fijada por los organismos autótrofos.
• Producción bruta (Pb):
es la cantidad de
energía fijada en cada nivel trófico por
unidad de tiempo.
• Producción neta (Pn):
es la energía
almacenada en cada nivel trófico por
unidad de tiempo. Representan el
• Primer nivel.
– Sólo entre un 2 y un 5 % de la energía solar incidente es aprovechada por la fotosíntesis y transformada en materia orgánica.
• Resto de los niveles.
• PRODUCTIVIDAD
: es la relación que
existe entre la producción neta y la
biomasa (entre los intereses y el capital).
Pn/B.
– Sirve para valorar la riqueza de un
ecosistema o nivel trófico.
• TIEMPO DE RENOVACIÓN: es el periodo que tarda en renovarse un nivel trófico o sistema. B/Pn
• EFICIENCIA: representa el rendimiento de un nivel trófico o sistema. Se calcula mediante el cociente salidas/entradas.
Es la fracción de la producción neta de un determinado nivel trófico que se convierte en la producción neta del nivel siguiente
PN/PN nivel anterior · 100
– Productores. Energía asimilada/energía incidente. Es inferior al 2% (Pb)
– Pn/Pb. Cantidad de energía incorporada a cada nivel respecto al total asimilado. Son las pérdidas respiratorias (10 a 40% en
• Desde el punto de
vista del
aprovechamiento
energético es más
eficiente la
alimentación
fundamentalmente
herbívora
(legumbres,
D. El problema ambiental de la
bioacumulación
• Los contaminantes del medio ingresan en las
cadenas tróficas y se transfieren junto con la
materia y la energía de unos a otros niveles.
• BIOACUMULACIÓN:
es el proceso de
acumulación de sustancias tóxicas o de
compuestos orgánicos sintéticos, en organismos
vivos, en concentraciones cada vez mayores y
superiores a las registradas en el medio
ambiente.
• DDT
– Insecticida. – Primavera
Silenciosa
4.4. LAS PIRÁMIDES
ECOLÓGICAS
– Pirámides de energía. Representan el contenido energético de cada nivel. (Regla del 10%)
– Pirámides de biomasa. Biomasa acumulada en cada nivel (decrece en progresiones del 10%).
4.5. FACTORES LIMITANTES DE
LA PRODUCCIÓN PRIMARIA
• Es la energía fijada
por los organismos
productores,
constituye la base de
las cadenas tróficas.
• Conseguir mejoras
agrarias (aumento de
la producción primaria
vía fotosíntesis) es
• Ley de mínimo
(Liebig): el crecimiento de
una especie vegetal se ve limitado por un
único elemento que se encuentra en
cantidad inferior a la mínima necesaria y
que actúa como factor limitante.
• Si todos los factores y elementos están en
cantidades necesarias, excepto uno de
• Los principales factores limitantes son:
– Humedad. – Temperatura.
B. Falta de nutrientes
• Los nutrientes son esenciales para la
eficiencia fotosintética.
• Su presencia está supeditada a sus ciclos
de reciclado.
• El CO
2no es un factor limitante.
• Principales factores limitantes:
– Necesidad de energías externas. La distancia entre productores y descomponedores supone un
problema para cerrar los ciclos de la materia.
• Afloramientos que se producen en plataformas
costeras.
C. La luz y la disposición de las
unidades fotosintéticas
• Salvo en las profundidades oceánicas, no es muy
común que la falta de luz sea un factor limitante, pero la propia estructura del aparato fotosintético de los
4.6. LOS CICLOS
BIOGEOQUÍMICOS
• Comprenden una serie de caminos realizados
por la materia, que escapa de la biosfera a
través de otros sistemas (atmósfera, hidrosfera
o litosfera) antes de retornar a ella.
• Almacén o reserva, es el lugar donde la
permanencia de los elementos es máxima.
• Están perfectamente ajustados por diversas
realimentaciones.
A. El ciclo del carbono
• Es muy importante para la regulación del clima en la Tierra.
– Ciclo biológico. Intercambios con la atmósfera mediante la fotosíntesis y la respiración.
• Formas en las que se encuentra el carbono:
– En la atmósfera formando tres tipos de compuestos: CO2, CO y CH4.
– La atmósfera y la hidrosfera intercambian CO2 por difusión directa.
– En la litosfera:
• Paso del CO
2de la atmósfera a la litosfera.
– Controla la transferencia del CO2 entre la atmósfera, los océanos y la tierra. Es de gran duración.
– El CO2 atmosférico se disuelve con facilidad en agua para formar ácido carbónico.
– Al llegar al mar, los animales transforman
nuevamente el bicarbonato y los iones de calcio en carbonato para incorporarlo a sus tejidos
endurecidos.
– En las rocas carbonatadas formará parte del
esqueleto cálcico de los organismos marinos, que
acabará en los sedimentos tras su muerte. Otra parte pasa en forma de CO2 a la atmósfera.
• Retorno de CO
2a
la atmósfera.
– El enterramiento de algunas rocas carbonatadas
produce una
fusión parcial de dichas rocas que liberan CO2 a la atmósfera en las erupciones
• Sumideros fósiles.
– La materia orgánica de la biosfera puede quedar sepultada
fuera del contacto con el O2, se produce la fermentación que la transformará en
carbón y petróleo que se acumulan en la
geosfera, lo que
supone una rebaja de los niveles de CO2
B. Ciclo del fósforo
• Se encuentra
mayoritariamente inmovilizado en los
sedimentos oceánicos formando parte de la litosfera.
• Su proceso de liberación es muy lento. Se
considera no renovable. • Es un constituyente
importante de las
D. Ciclo del nitrógeno
• Es un elemento constituyente de los aminoácidos que forman las proteínas.
• Es el componente mayoritario en la atmósfera (78%), que actúa como reserva.
• La forma en la que se encuentra en la atmósfera (N2) es prácticamente inaccesible para la mayoría de los seres vivos.
• Hay otros componentes nitrogenados que se mueven con una mayor facilidad:
– NH3 (amoniaco), Procede de emanaciones volcánicas y de la putrefacción de los seres vivos.
• Otros procesos de nitrificación.
– Bacterias nitrificantes. Son descomponedores
capaces de transformar el NH
3resultante de
los procesos de putrefacción de los
organismos vivos en nitratos asimilables por
las plantas.
• Algunas intervenciones humanas en el ciclo del nitrógeno.
– Procesos de combustión a altas temperaturas. Combustión de motores. Lluvia ácida.
– Fijación industrial del nitrógeno atmosférico para convertirlo en amoniaco y fertilizantes.
– Abonado excesivo de los cultivos, liberando N2O a la atmósfera, lo que incrementa el efecto invernadero y una disminución de la
fertilidad del suelo porque se produce escasez de nutrientes esenciales.
D. El ciclo del azufre
• Se encuentra
mayoritariamente almacenado en la
hidrosfera en forma de sulfato.
• El ciclo de transferencia tierra-océano es bastante lento.
• Durante la evaporación de lagos y mares el
azufre se deposita formando yesos.
• En la biosfera resultan imprescindibles para la síntesis de algunas moléculas orgánicas.
• Sólo las plantas, bacterias y hongos son capaces de incorporarlos directamente en forma de sulfatos.
• En ausencia de O2 el sulfato es reducido a H2S (sulfuro de hidrógeno) por bacterias sulfatorreductoras. El H2S toma dos caminos:
– Ascendente hasta lugares oxigenados donde se oxida.
