Presentación del capítulo 47

1. Ecosistemas
Semana 14, Capítulo 47

2. 47.1 Naturaleza de los ecosistemas
 Un ecosistema es un
conjunto de organismos y
un ambiente físico que
interactúan a través del flujo
de energía y el reciclaje de
nutrientes.
 Miembros principales de los
ecosistemas:
• productores (autótrofos)
• consumidores
(heterótrofos)
• detritívoros
• descomponedores

3. Productores y consumidores
 Los productores o
autótrofos producen su
alimento a partir de
energía solar, agua y
CO2. Plantas y algas.
 Los consumidores o
heterótrofos obtienen
su alimento comiendo
otros organismos.
Herbívoros,
carnívoros, omnívoros
y parásitos.

4. Detritívoros y descomponedores
 Los detritívoros son
animales que
consumen partículas
orgánicas pequeñas
(detrito) de origen
vegetal o animal.
 Los
descomponedores
son bacterias y hongos
que se alimentan de
desperdicios orgánicos
y los degradan a
compuestos
inorgánicos.

5. Energía y nutrientes
 La energía fluye a través del
ecosistema. Los productores
capturan energía solar y la
almacenan como energía
química en los enlaces de
glucosa y otros compuestos
orgánicos. El metabolismo
rompe los enlaces y parte de la
energía se pierde como calor.
 Los nutrientes se reciclan.
Los productores los toman del
ambiente y los
descomponedores los
devuelven al ambiente.

6. Estructura trófica de los ecosistemas
 Niveles tróficos- son jerarquías de relaciones
alimenticias (tróficas). Se transfiere energía de un nivel a
otro cuando un organismo se come a otro. Cada nivel
trófico se aleja más de la fuente original de energía.
 Cadena alimenticia (trófica)- secuencia durante la cual
se transfiere energía de los productores a niveles
tróficos más altos. Los omnívoros se alimentan en varios
niveles.
 Red alimenticia (trófica)- conjunto de las cadenas
alimenticias presentes en un ecosistema.

7. Una cadena alimenticia o trófica
Las cadenas alimenticias
presentan relaciones tróficas
lineales y simplificadas entre
miembros del ecosistema.
Los autótrofos son los
productores y constituyen el
primer nivel trófico.
Los herbívoros son los
consumidores primarios y
constituyen el segundo nivel
trófico.
Los carnívoros son los
consumidores secundarios,
terciarios, etc. y constituyen el
tercer, cuarto, etc. nivel trófico.

8. Una red alimenticia o trófica
Las redes
alimenticias
presentan
relaciones tróficas
interconectadas y
complejas entre los
miembros del
ecosistema.

9. Una red alimenticia o trófica
Las redes
alimenticias
presentan
relaciones tróficas
interconectadas y
complejas entre los
miembros del
ecosistema.

10. 47.2 La naturaleza de las redes
alimenticias (tróficas)
 Redes alimenticias- en los ecosistemas se conectan
múltiples cadenas alimenticias que se clasifican en dos
grupos principales: de herbívoros y de detritívoros.
 Cadena trófica de herbívoros- la energía almacenada
en los productores fluye a los herbívoros, que tienden a
ser animales grandes.
 Cadena trófica de detritívoros- la energía almacenada
en los productores fluye a los detritívoros y los
descomponedores, que tienden a ser pequeños (eg.,
lombrices de tierra, insectos del suelo, gongolones).

11. ¿Cuántos niveles hay en las cadenas y
en las redes alimenticias?
 La pérdida acumulativa de las transferencias de energía
entre los niveles tróficos sucesivos limita la longitud de
las cadenas alimenticias a cuatro o cinco niveles
tróficos.
 Las cadenas alimenticias tienden a ser más cortas en
los ecosistemas temporales o inestables y más largas
en los ecosistemas maduros o estables.
 Las cadenas alimenticias que tienen muchos carnívoros
tienen menos conexiones, las que tienen muchos
herbóvoros tienen más conexiones.

12. Modelo de una red alimenticia
Este modelo ilustra la complejidad de las redes alimenticias.
Rojo- productores, crema- consumidores primarios, amarillo-
consumidores secundarios.

13. Modelo de una red alimenticia
Este modelo ilustra la complejidad de las redes alimenticias.
Rojo- productores, crema- consumidores primarios, amarillo-
consumidores secundarios.

14. 47.3 Flujo de energía en un ecosistema
 Los autótrofos o productores primarios capturan energía y
toman nutrientes que pasan a otros niveles tróficos.
 Productividad primaria es una medida de la tasa (rate)
a la cual los productores capturan y almacenan energía.
 Productividad primaria bruta (PPB)- total de energía
capturada por los productores.
 Productividad primaria neta (PPN)- total de energía que
se traduce en biomasa o crecimiento. Equivale a la PPB
menos la energía usada durante el metabolismo. Esta es
la energía disponible para los consumidores primarios.

15. Productividad primaria
Productividad primaria en el Atlántico Norte durante el invierno. Rojo- más
fotosíntesis y por lo tanto más productividad.

16. Productividad primaria
Productividad primaria del Atlántico Norte durante la primavera. Rojo- más
fotosíntesis y por lo tanto más productividad. El gran aumento en productividad se
debe mayormente al aumento en radiación solar durante esta parte del año.

17. Pirámides ecológicas
 Las pirámides de
biomasa presentan el
peso seco de los
organismos en cada nivel
trófico. El nivel más
ancho es casi siempre el
de los productores.
 Las pirámides de
energía presentan la
energía que entra a cada
nivel trófico. El nivel más
ancho siempre es el de
los productores.

18. Una pirámide de biomasa
 Esta pirámide de biomasa corresponde a un ecosistema
acuático en Silver Springs, Florida.

19. Una pirámide de energía
 Esta pirámide de energía corresponde al mismo
ecosistema acuático en Silver Springs, Florida. Los
números corresponden a kilocalorías por metro
cuadrado por año.

20. Flujo de energía
Este
diagrama
presenta el
flujo de
energía en el
mismo
ecosistema
de Silver
Springs,
Florida.
Observa que
la misma
cantidad de
energía que
entra, al final
sale del
ecosistema.

21. Eficiencia ecológica
 Entre el 5 y el 30 por ciento de la energía presente en la
biomasa (los cuerpos) de los organismos de un nivel
trófico pasan a formar parte de la biomasa (los cuerpos)
de los organismos del siguiente nivel trófico. Parte del
resto de la energía se pierde como calor metabólico y
parte sale en el excremento como alimento parcialmente
digerido.
 El alimento no digerido presente en el excremento es
usado por los detritívoros y los consumidores.

22. 47.4 Bioacumulación
 La bioacumulación sucede cuando sustancias tóxicas
se concentran en el tejido de los organismos según se
sube en la cadena alimenticia.
 Uno de los casos más estudiados fue el del insecticica
DDT, usado extensamente a mediados del siglo pasado.
El DDT se acumuló en el tejido graso de los animales y
llegó a concentraciones tan altas que interfirieron con el
depósito de calcio en los cascarones de las aves que
ocupaban los niveles más altos de las redes
alimenticias.
 Estas aves ponían huevos con cascarones tan finos que
se rompían al empollarlos. La prohibición del uso de
DDT ha permitido que las poblaciones de estas aves se
recuperen.

23. Bioacumulación del DDT

24. Tres aves afectadas por la
bioacumulación del DDT
aguila calva
pelícano blanco
falcón peregrino

25. Ciguatera
 La ciguatera es causada
por la bioacumulación
de una toxina producida
por un dinoflagelado del
fitoplacton marino.
 En ciertas ocasiones del
año es peligroso
consumir peces que
ocupan los niveles más
altos de la cadena
alimenticia.
 Nunca debe comerse
carne de barracuda El dinoflagelado
Gambierdiscus
(picúa). toxicus

26. La amenaza del mercurio
 El mercurio generado por
procesos industriales puede
bioacumularse en ecosistemas
acuáticos hasta llegar a personas
que se alimentan de peces.
 El mercurio es dañino para el
sistema nervioso y es
especialmente peligroso para
niños, mujeres embarazadas y
madres que lactan a sus bebés.
 El caso más dramático sucedió
en Japón a mediados del siglo
pasado y se conoció como la
Enfermedad de Minamata.

27. 47.5 Ciclos biogeoquímicos
 Los ciclos biogeoquímicos describen cómo los
compuestos químicos llegan desde sus reservorios a los
ecosistemas, se mueven a través de los componentes de
los ecosistemas y regresan a los reservorios.

28. 47.6 El ciclo del agua
 El ciclo del agua es global. El agua pasa lentamente
del océano (reservorio principal) a la atmósfera, a la
tierra y de regreso al mar. Números en km3/año.

29. Magnitud de las reservas de agua

30. Deforestación, nutrientes y escorentía
En esta gráfica, azul claro
representa la cantidad de
calcio en el agua que sale del
bosque, mientras que azul
oscuro representa la cantidad
de calcio en el agua que sale
del predio deforestado.
La deforestación expone el
suelo a las corrientes de
agua. El agua se lleva los
nutrientes y los deposita en
ríos y lagos, causando
sedimentación.

31. La crisis mundial del agua
 Hay muchísima agua salada pero proporcinalmente
poca agua dulce. Dos terceras partes del agua dulce se
usa en la agricultura.
 La producción de agua dulce mediante la
desalinización de agua de mar es un proceso muy caro
porque consume una gran cantidad de energía.
 En muchos lugares, las reservas subterráneas de agua
(acuíferos) se usan más rápido de lo que pueden
recuperarse. Además, se han contaminado con
desechos industriales.
 Algunos de nuestros acuíferos se han contaminado con
agua de mar debido a la extracción excesiva de agua
dulce en áreas cercanas a la costa.

32. Uso del agua en la agricultura
 La producción agrícola
en lugares de los EUA
que reciben poca lluvia
depende de la
extracción masiva de
agua de los acuíferos.
Los círculos verdes son
las áreas irrigadas

33. Extracción de agua y contaminación en
acuíferos en los EUA

34. Efecto de actividades humanas sobre los
acuíferos

35. 47.7 El ciclo de carbono
 El carbono se mueve a través de todas las redes
alimenticias, entrando y saliendo de los reservorios.
• Corteza terrestre: 66 a 100 millones de gigatoneladas
• Océanos: 38,000 to 40,000 gigatoneladas
• Combustibles fósiles: 4,000 gigatoneladas
• Detrito en el suelo: 1,600 gigatoneladas
• Atmósfera: 766 gigatoneladas (mayormente CO2)
• Biomasa: 540 to 610 gigatoneladas

36. El ciclo de carbono

37. Impacto humano sobre el ciclo de
carbono
 Todos los años el ser humano
extrae de las reservas
ambientales entre 4 y 5
gigatoneladas de combustibles
fósiles.
 Anualmente añadimos a las
atmósfera 6 gigatoneladas de
carbono más de las que la
atmósfera puede reciclar con las
reservas marinas.
 Muchos científicos opinan que el
exceso de CO2 que entra a la
atmósfera está contribuyendo a
cambiar el clima del planeta.

38. 47.8 Gases de invernadero y
calentamiento global
 La energía solar es
absorbida por la
superficie de la tierra y
una porción se radía
como calor. Los gases
atmosféricos rebotan
parte del calor de regreso
a la tierra y la temperatura
aumenta.
 Los gases de invernadero
más importantes son:
dióxido de carbono, vapor
de agua, óxido nitroso y
metano.

39. El efecto de invernadero
 El efecto de invernadero es importante para la vida
porque sin el mismo temperatura bajaría por la noche a
niveles letales. El efecto excesivo, sin embargo,
aumenta la temperatura del planeta.

40. Gases de invernadero y la temperatura
del planeta
Observa la relación entre el aumento
de los dos gases de invernadero y el
aumento en temperatura.

41. Calentamiento global
 La temperatura cerca de la
superficie de la tierra está
aumentando a razón de
1.8°C (3.2°F) por siglo.
 Se espera que este
aumento de temperatura
derrita parte del hielo en las
capas polares y aumente el
nivel del mar.
 También se espera que
cambien los patrones de
lluvias y sequía, y que
aumente la intensidad de
los huracanes.

42. 47.10 El ciclo del fósforo
 El ciclo del fósforo es un ciclo sedimentario que mueve
fósforo desde su reservorio primario (la corteza
terrestre), a través de los suelos, el sedimento, los
cuerpos de agua y los organismos.
 El fósforo está presente en las rocas, principalmente
como fosfato (PO4). Se mueve a través de los
ecosistemas disuelto en agua.
 Fósforo es un factor limitante en el crecimiento de las
plantas. Hasta las primeras décadas del siglo pasado,
una de las principales fuentes de fósforo para uso como
fertilizante fue el guano (excremento de aves marinas y
de murciélagos). Durante varias décadas se extrajo
guano de las cuevas de Isla de Mona.

43. El ciclo del fósforo

44. Eutroficación: demasiados nutrientes
 El enriquecimiento de un ecosistema acuático que
contiene pocos nutrientes puede causar un crecimiento
exagerado de algas y otros productores. Los nutrientes
pueden llegar en escorrentía de campos agrícolas o
mediante la descarga de aguas negras.
 Las algas que se reprodujeron exageradamente mueren
cuando se acaba el nutriente. Las bacterias aeróbicas
sufren entonces una explosión poblacional que reduce la
concentración de oxígeno hasta el punto de causar una
mortandad de peces.

45. Eutroficación
Crecimiento excesivo de algas
Peces asfixiados

46. Biodiversidad- Todus mexicanus
El San Pedrito
es endémico
de Puerto Rico.
Vive en
bosques a
través de la isla
y anida en
túneles que
excava en la
tierra. Su canto
se parece al de
un grillo.