UD 5. Los ecosistemas.

Biología y geología 4º ESO

Marta Gómez Vera

Índice

1. Estructura de un ecosistema

2. Factores abiótico y adaptaciones.

3. Limites de tolerancia y factores limitantes.

4. Hábitat y nicho ecológico.

5. Las relaciones bióticas

6. Poblaciones.

7. Relaciones tróficas.

8. Energía y materia en los ecosistemas.

9. Ciclos biogeoquímicos.

10. Evolución de los ecosistemas

• Conceptos previos:• Medio ambiente: Es el conjunto de componentes

físicos, químicos, biológicos y sociales capaces de causar efectos directos o indirectos, en un plazo corto o largo sobre los seres vivientes y las actividades humanas.

• Ecología: Ciencia que estudia las relaciones entre los seres vivos entre sí y con el ambiente que les rodea. Se encarga del estudio de los ecosistemas.

• Ecólogo: Persona (científico/a) que se encarga del estudio de la estructura y dinámica de los ecosistemas.

• Ecologismo: Ideología. Movimiento político, social y global que propone y defiende la búsqueda de formas de desarrollo equilibradas con la naturaleza y basadas en el uso de energías renovables que no contaminen.

• Ecologista: Que defiende activamente o es partidario del ecologismo.

• Un ecosistema es el conjunto formado por los seres vivos , los factores físicos del medio donde viven y las relaciones, tanto bióticas como abióticas, que se establecen entre ellos.

1. Estructura del ecosistema

• Componentes de un ecosistema• Biotopo: Es el componente abiótico, el lugar o medio físico junto a sus propiedades (luz,

temperatura, etc) donde se desarrollan los seres vivos.

• Biocenosis o comunidad: Conjunto de seres vivos y sus relaciones.

• Las Interacciones que se establecen entre los componentes de los ecosistemas constituyen el factor fundamental de los ecosistemas.

• Tamaño y límite de ecosistemas.• Tamaño variable:

• Ecotono: Límite entre ecosistemas. Son difíciles de establecer y presentan mayor diversidad que los ecosistemas limítrofes pues presentan ecosistemas de ambos y a veces especies propias (efecto borde)

• Clasificación de ecosistemas

2. Factores abióticos y adaptaciones

• Estudio comparativo de los principales componentes abióticos en los medios terrestre y acuático.

• La adaptación es la adecuación evolutiva (morfológica, fisiológica o de comportamiento) de los organismos a un ambiente determinado.

Componente

abióticoAdaptaciones animales Adaptaciones vegetales

AGUA

• Pieles impermeabilizadas

• Glándulas mucosas en los anfibios

• Estructuras resistentes a la desecación

• Productos de excreción con poco agua

• Producción de agua en el organismo por

reacciones metabólicas

• Cubiertas impermeables

• Retención en los tallos

• Reducción de las hojas

• Semillas resistentes

• Pocos estomas

• Raíces extensas y profundas

Temperatura

• Poiquilotermos: hibernación

• Homeotermos: sudoración, jadeo, tiriteo,

plumas, pelo, grasa subcutánea, etc

• Formas de resistencia en épocas

desfavorables

• Hojas aciculares

• Portes piramidales, etc

• Pérdida de las hojas en épocas

frías

Componente

abióticoAdaptaciones animales Adaptaciones vegetales

LUZ

• Visión: Adaptaciones a escasa luz• Aparición de colores• Bioluminiscencia

• Estructuras que los mantienenerguidos

• Estratificación

SALINIDAD

• Glándulas de sal en aves marinas• Peces de agua dulce: Riñones grandes, orina muy

abundante y poco concentrada• Peces agua salada: Riñones pequeños, excreción de

sales por las branquias, orina muy concentrada• Invertebrados y peces cartilaginosos: Medio interno

similar al medio externo

• Secreción de sales por las hojas• Fenómenos osmóticos en raíces

En los animales también existen adaptaciones a la luz:

En los animales también existen adaptaciones a la luz:

3. Límites de tolerancia y factores limitantes

• Limite de tolerancia: valores máximo y mínimo de un determinado factor ambiental entre los que se desarrolla una población

• Optimo: valor del factor abiótico para el cual el desarrollo de la especie o población es máximo

• Intervalo de tolerancia: amplitud del intervalo para un determinado factor abiótico. En función de este tenemos

• Organismos eurioicos: Amplio margen de tolerancia ante las variaciones ambientales. Pueden vivir en ambientes en los que se produzcan cambios importantes todo el año

• Organismos estenoicos: Estrecho margen de tolerancia ante las variaciones ambientales. Viven en ambientes en los que apenas existen variaciones. Están muy bien adaptados

Factores limitantes: Factores abióticos o bióticos que regulan el crecimiento y la expansión de una población. Ejemplo: la luz en el medio acuático es un factor limitante para los organismos fotosintéticos.

Actividades test

4. Hábitat y nicho ecológico• Hábitat: Es el lugar físico donde se desarrolla una población en el

ecosistema, el área física donde podemos encontrarlo. Un mismo hábitat puede ser compartido por varias especies.

• Nicho ecológico:

• Es la función que desempeña una determinada especie en el ecosistema, es decir, la forma en que esta especie “ocupa” un lugar, su modo de vida y su función en el ecosistema.

• Para determinar el nicho ecológico es necesario conocer el hábitat, el alimento, lugar de reproducción, resistencia a factores del medio, relaciones con otras especies, etc

• Si dos especies tienen el mismo nicho en un ecosistema, competirán entre sí y una acabará excluyendo a la otra.

• Algunas especies pueden variar su nicho ecológico a lo largo de su vida en función de sus necesidades.

• Diferenciar hábitat-nicho. El hábitat es el lugar donde vive una especie y el nicho es la función que realiza en el ecosistema. (El hábitat es la dirección y el nicho la profesión).

5. Relaciones bióticas

• Relaciones intraespecíficas: Son aquellas que se establecen entre individuos de la misma población:

• Relaciones intraespecíficas de competencia:

• Se producen cuando el numero de individuos de una población aumenta en exceso y comienzan a escasear los recursos.

• Regulan el tamaño de una población al aumentar la tasa de mortalidad y disminuir la natalidad.

• Supone la supervivencia de los mejores adaptados, contribuyendo al proceso de evolución.

• Relaciones intraespecíficas de cooperación: Los individuos de una misma población cooperan entre si para reproducirse, cuidado de las crías , defensa, la alimentación, el reparto del trabajo. Se diferencian cuatro tipos de asociaciones: Familiar, gregaria, estatal y colonial

• Relaciones interespecíficas: Son las que se establecen entre los individuos de las distintas poblaciones que constituyen la comunidad

• Las poblaciones afectadas pueden verse : Perjudicadas (-); Beneficiadas (+); No afectadas (0)

• Principales relaciones interespecificas:

• Asociaciones positivas.

• Asociaciones antagónicas

6. Las poblaciones• Una población es un grupo de organismos

pertenecientes a la misma especie que viven en el mismo territorio y pueden reproducirse entre si.

• Ventajas:

• Facilidad para la reproducción.

• Protección frente a las condiciones adversas.

• Defensa más eficaz.

• Facilidad para encontrar alimento.

• Efectos negativos:

• Competencia entre los individuos.

• Falta de espacio.

• Aparición y contagio de enfermedades.

Curvas de crecimiento: Estrategias de crecimiento de las poblaciones

• Crecimiento exponencial o crecimiento en forma de J se produce cuando la población no encuentra limitaciones a su crecimiento y crece indefinidamente.

• Es característico de los estrategas de la r, es decir, de las especies pioneras, colonizadoras u oportunistas con elevada tasa de natalidad y escasos requerimientos nutricionales.

• Crecimiento sigmoidal o crecimiento en forma de S, el ambiente pone freno al desarrollo de la población transformando la curva exponencial en una curva sigmoidea.

• Es característico de los estrategas de la K, es decir, de especies que tratan de mantener el tamaño de sus poblaciones cercano al máximo permitido por el ecosistema, denominado capacidad del medio, por tanto, su natalidad se regula en función de la densidad, son muy longevos y tienen un crecimiento lento.

7. Las relaciones tróficas• Las relaciones tróficas son relaciones basadas en la transferencia de materia y energía de unos

organismos a otros mediante la alimentación.

• Se representan mediante eslabones o niveles tróficos en : Cadenas, Redes, Pirámides tróficas.

• Productores: 1er nivel trófico• Comprende los organismos autótrofos (Fotosintéticos, Quimiosintéticos): Producen materia orgánica

a partir de materia inorgánica.

• Utilizan la energía almacenada en la materia orgánica que ellos mismos sintetizan y la liberan gracias a la respiración.

• Consumidores: 2º, 3er y 4º nivel trófico• Son organismos heterótrofos que utilizan la materia orgánica tomada directa o indirectamente de los

autótrofos para llevar a cabo sus funciones vitales mediante la respiración.

• Tipos:

• Herbívoros o consumidores primarios.

• Carnívoros o consumidores secundarios.

• Carnívoros finales o consumidor terciario.

• Descomponedores

• Son los organismos heterótrofos encargados del reciclado de los nutrientes (obtienen la materia y energía mediante la descomposición de cadáveres y restos orgánicos de cualquier nivel). Hongos y baterías.

Cadenas tróficas

• Una cadena trófica es una forma de representación gráfica de las relaciones tróficas de un ecosistema.

• Los seres vivos de un ecosistema se alimentan unos de otros y forman cadenas de alimentación o cadenas tróficas.

• Actividades:

1. Construye una cadena trófica con los siguientes organismos: ratón, maíz, serpiente.

2. Construye una cadena trófica con los siguientes organismos e indica en la parte superior el nivel trófico al que pertenecen: león, cebra, hierba, bacterias, buitre.

3. Construye una cadena trófica con los siguientes organismos e indica en la parte superior el nivel trófico al que pertenecen: buitre, jabalí, lobo, castaño, hongos

Redes tróficas

• Cadenas tróficas interconectadas entre si en los que existen individuos que forman parte de varios de ellos, y que pueden incluso, ocupar diferentes niveles tróficos

• En realidad en los ecosistemas no existen cadenas sino redes tróficas pues los seres vivos se suelen alimentar de varias especies que pertenezcan a diferentes cadenas

• Actividades

1. Que papel cumple el cangrejo de rio en el ecosistema de la figura 3?

2. Basándote en el ecosistema de la figura, indica una cadena trófica de cuatro elementos.

3. Que come la gambusia?

4. Según la red trófica representada, .que consumidores son los menos dependientes de una presa concreta?

5. En esta red trófica, .cuales son los productores?

Pirámides tróficas• Son formas gráficas de representar la energía, la biomasa o el número de individuos que forman parte de un

nivel trófico

• Están constituidas por un conjunto de barras horizontales superpuesta de altura constante y longitud proporcional al parámetro medido (en la base los productores y encima de ellos C1º, C2º, etc)

• Tipos : Pirámides de Biomasa, Pirámides de Energía, Pirámides de números.

• Pirámide de Biomasa: Las barras representan la cantidad de Biomasa acumulada en cada nivel trófico (generalmente la Pirámide de Biomasa de los océanos suele ser invertida)

• Pirámides de energía: Representan la cantidad de energía almacenada en cada nivel trófico . Forma siempre piramidal.

• Pirámides de números: Representan el número de individuos que constituyen cada nivel trófico (en ocasiones puede estar invertida , por ejemplo sobre un único rosal pueden vivir cientos de pulgones)

8. La materia y energía en los ecosistemas

• Los ecosistemas necesitan un aporte constante de energía para mantenerse en funcionamiento

• Esta energía después de ser almacenada en forma de alimentos, es utilizada por los seres vivos y transferida de unos a otros

• El flujo energético va disminuyendo al degradarse en la respiración y desprenderse en forma de calor, tras ser utilizada por los seres vivos para su mantenimiento.

El flujo de materia en los ecosistemas tiende a ser

un ciclo cerrado, mientras que el de energía fluye

en una sola dirección

El ciclo de la materia

• El ciclo de la materia tiende a ser cerrado , es decir, la materia se recicla en los ecosistemas

• El reciclado de la materia se realiza por la acción de los descomponedores.

• El flujo de la energía mueve el ciclo de la materia.

La energía en los ecosistemas• La energía entra en las cadenas

tróficas en forma de luz solar y es transformada en energía química por los productores: una parte de esta energía la utilizan para realizar sus funciones vitales, otra parte se almacena en la materia orgánica de sus estructuras y otra parte se transforma en calor.

• Cuando los consumidores se alimentan de los productores, solo incorporan una parte de la energía almacenada en estos.

• El flujo de energía, en una cadena trófica, es unidireccional (pasa por todos los niveles que la forman y en cada una de ellos pierde una parte en forma de alimento no ingerido, alimento no asimilado y en forma de calor).

Regla del 10%: La energía que pasa de un eslabón a otro es aproximadamente el 10 % de la energía acumulada en él.

El numero de eslabones de una cadena trófica es limitado (5 max).

9. Ciclos Biogeoquímicos

• En los ecosistemas los elementos químicos pueden formar parte de la materia viva o de la materia inerte.

• Los recorridos que realizan ciertos elementos químicos a través de la biocenosis y el biotopo de un ecosistema se denominan ciclos biogeoquímicos.

• El sistema en que mayor tiempo permanece la materia se llama almacén o reserva

• Los ciclos biogeoquímicos se autorregulan pero las actividades humanas rompen su equilibrio provocando impactos

El ciclo del carbono

El ciclo del Nitrógeno

Bacterias nitrificantes del suelo

Ciclo del fósforo