Ecología

Ecología – Sexto Semestre

1.2.7 CICLOS ECOLÓGICOS


El Ecosistema está siempre en constante cambio por las interacciones biológicas, químicas y físicas que en conjunto ocasionan la presencia en él, de una comunidad determinada. Este nivel de integración que estudiamos, el ecosistema, no tiene dimensiones específicas, pues estas se dan más bien por las condiciones ambientales, las que varían por fenómenos astronómicos o geológicos que afectan no sólo una zona del planeta, sino todo él, en especial, la biosfera, que es la zona en donde se encuentra la vida, y considera integrada por diferentes ecosistemas. Así la biosfera puede estudiarse como un sistema; utilizando las bases que se han mencionado para estudiar el ecosistema.

En este gran ecosistema que es la biosfera, la materia a diferencia de la energía no se recibe de fuera ni se envía fuera por lo que el sistema en este caso será cerrado pues la materia será reutilizada por la recirculación de materiales lo que redundará en la estabilidad del ecosistema pues se procederá a un equilibrio dinámico con retroalimentación, por el reciclaje de materiales.

El reciclaje de materiales por medio de procesos bioquímicos es realizado a través de la acción cíclica, cada determinado tiempo en la biosfera, provocando ese movimiento constante de los materiales por medio de ciclos. Estos fenómenos en conjunto constituyen los ciclos ecológicos y van a influir sobre el ecosistema.

Los ciclos ecológicos; incluyen fenómenos astronómicos y geológicos que ya se han revisado en el curso de geografía estos fenómenos actúan sobre la materia, generando a la vez ciclos de materia en las que se incluye el ciclo de los elementos fundamentales para la vida como es el del carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógenos, azufre y fósforo los que se denominan ciclos bioquímicos.

Por ejemplo, los fenómenos astronómicos como la rotación y traslación de la Tierra que son cíclicos provocan fenómenos como la fotoperiodicidad o la migración que se revisó en el tema de Adaptación del Fascículo No. 1, pero también provocan la distribución de materiales tóxicos hacia lugares muy lejanos del lugar donde se produce la alteración. En esta distribución también participan las corrientes atmosféricas y marinas así como la corriente de los ríos dentro de estos fenómenos astronómicos cíclicos que influyen sobre los seres vivos, está la acción de la luna sobre el cambio de la dimensión de las mareas el que ya se ha revisado también en los cursos de geografía.

Los movimientos geológicos intervienen en los ciclos de materia a través de la tectónica de placas y la deriva continental provocando la distribución de minerales en el planeta, pero también la distribución de seres vivos que se ubicarán donde las condiciones abióticas, generadas por estos fenómenos lo permitan.

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a) A continuación se plantean una serie de preguntas, que deberás contestar en base a la observación de tu ambiente y del contenido expuesto.

  1. Describe cinco fenómenos en los que al cambiar el día y la noche afecten directamente el comportamiento de animales y plantas.
  2. Describe cinco fenómenos en los que el cambio de las estaciones del año afecten directamente el comportamiento de animales y plantas.
  3. Menciona en qué época del año los días son más largos en la zona en la que vives y ¿cómo te afecta esto?
    1. Se dice que los mejores momentos para cosechar los frutos del árbol, son las noches de luna llena ¿Crees que esto sea cierto? Argumenta tu respuesta.
    2. __________________________________________________________________
  4. La mayoría de las empresas instaladas en la ciudad de México se localizan al norte de la misma, sin embargo, los contaminantes volátiles producidos por éstos se concentran en la zona sur.

¿Qué relación tiene este fenómeno con las corrientes atmosféricas?

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b) Describe de manera breve la relación del ciclo ecológico con la posible separación de la península de Baja California del Continente Americano, en cuanto a la forma en que esto afectaría a las diferentes formas de vida de la zona.

Ahora bien, los ciclos que incluyen las transformaciones de la materia en el ecosistema estudian a aquellos elementos y compuestos que constituyen a la materia viva. El compuesto más importante para la materia viva es el agua, la cual, forma el 65 a 95% de peso de diferentes seres vivos, el ciclo del agua lo conocemos como ciclo hidrológico, que ya se ha estudiado en geografía.

El agua ha sido y es actualmente el medio que permite en la actualidad el desarrollo de la vida en nuestro planeta, pues su propiedad de disolución de numerosos nutrientes y sus características fisicoquímicas hacen de ella un medio para el desarrollo de numerosos organismos. Todos seres vivos, dependen de una u otra forma del agua, ya que el citoplasma de cualquier célula no es otra cosa más que más que una suspensión acuosa y es por ello que ningún organismo puede prescindir de ella. Así, en la naturaleza el agua se cicliza permitiendo la vida a través del ciclo hidrológico. Además el ciclo hidrológico determina también las diferentes formas de vida de cada ecosistema, en primer lugar las de tipo vegetal a partir de las que se generarán los diferentes tipos de herbívoros y en general las diferentes formas de vida.

1.2.6 PIRÁMIDES ECOLÓGICAS


Las relaciones de alimentación que existen en el ecosistema y que forman las cadenas alimenticias se representan gráficamente por medio de las pirámides Ecológicas, formadas por rectángulos super puestos en los que cada de ellos representa un nivel trófico distinto y cuyo espacio es proporcional al número de individuos que representa. Cada nivel trófico de una cadena de alimentación está formado por un número deindividuos tal que representan una cantidad de biomas y/o de energía suficiente para mantenerse asimismo y para nutrir al siguiente eslabón.

Cada uno de los niveles tróficos desde los vegetales hasta los carnívoros representan progresivamente una menor cantidad de la energía original del sistema y desde luego una menor cantidad de tejido vivo o biomasa por consiguiente puede observarse que la estructura de una cadena de alimentación es piramidal y puede representarse de tres maneras diferentes, por lo tanto, se usan tres tipos de pirámides para representarlos; con números, con unidades de peso para expresar biomasa o con unidades de calor para representar la energía. En resumen las pirámides pueden ser:

a) Pirámide de Números b) Pirámide de Biomasa c) Pirámide de Energía

Ejemplos:

Pirámide de Números

A.

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Pirámide de Biomasa:

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Pirámide de Energía

C.

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Fig. No. 13. Pirámides Ecológicas. A. Pirámide Números, B. Pirámide de Biomasa, C. Pirámide de Energía

1.2.5 PRODUCTIVIDAD


Como resultado del flujo de energía y materia, se fija energía solar y se trasforma en biomasa por acción de los vegetales o productores y denomina productividad primaria a la cantidad de energía solar fijada en forma de compuestos orgánicos por el vegetal y se mide por la velocidad con la cual un ecosistema acumula biomasa (Vázquez T.G.A.M).

La productividad primaria depende de varios factores, entre los que destacan: la cantidad de vegetales y la energía solar que llega a una zona.

Considerando estos elementos entendemos que la productividad no es igual en todos los lugares del planeta, ya que sabemos que en lugares del planeta, ya que sabemos que en lugares tropicales la productividad será mayor y disminuirá en donde la radiación solar no llega con eficiencia, por ejemplo, en los polos y en los océanos.

Sin embargo, la materia orgánica formada, por fotosíntesis en el vegetal es utilizada por el mismo mediante su respiración para transformarla en la energía necesaria para realizar sus procesos vitales, al procesar esa materia orgánica y liberar la energía que contiene transformándola en ATP a la vez parte de esa energía, en forma de calor. De esta forma la productividad primaria disminuirá, para dejar una productividad primaria neta que resulta de restar la materia orgánica utilizada por el vegetal para sobrevivir, de la cantidad total que produjo al fijar energía durante la fotosíntesis, así la productividad primaria, puede clasificarse en productividad bruta, toda la energía que fija el vegetal y productividad neta la que resulta de restar la energía que se consume en los procesos vitales de la que se hubiera fijado.

La productividad neta es entonces el resultado de la diferencia entre energía total fijada por el vegetal y la que consume para realizar procesos vitales como ya se ha mencionado. Asimismo este proceso del vegetal son los que le permiten fabricar tejidos, crecer y reproducirse. Al crecer aumenta la biomasa y al reproducirse generan una renovación de ésta.

Como resultado de estos procesos el vegetal sobrevive y es utilizado como alimento para los herbívoros y estos a la vez vuelven a producir transformaciones para dar lugar a la productividad secundaria.

Cuando los herbívoros se alimentan a partir de los vegetales, digieren y asimilan una parte del alimento y el resto es devuelto al medio en forma de excremento. La parte asimilada constituye la producción secundaria y será lo que realmente ocupan los animales para crecer, respirar y reproducirse. Por otra parte, para medir la biomasa se utilizan unidades de peso y para la productividad se usan unidades de calor como calorías, kilocalorías, etcétera.

Así en resumen la productividad se divide en:

a) Productividad primaria o la cantidad de energía que fija el vegetal en forma de biomasa en un lapso de tiempo determinado.

b) Productividad primaria bruta que es toda la energía que fija el vegetal.

c) Productividad primaria neta que resulta de restar de la productividad primaria bruta, la energía utilizada por el vegetal para sus procesos vitales.

d) Productividad secundaria es la energía fijada en un nivel superior al de los productores.

Responde brevemente:

¿Qué relación existe entre la productividad neta y la productividad secundaria?

Ley de Diezmo Ecológico

Al aplicar las leyes de la termodinámica al flujo de energía y materia y a la formación de biomasa, se ha considerado que al pasar de un nivel trófico a otro se obtiene sólo el 10% de la energía que se obtuvo en el nivel precedente, lo que significa que, de un 100% de energía capturada, los organismos ocupan el 90% en su metabolismo, movimiento, transporte, etc. almacenando en su estructura un 10% del total consumido para ser aprovechado por el siguiente nivel trófico. Este fenómeno se conoce en Ecología como Ley de Diezmo Ecológico, cuyo enunciado dice en concreto: “Sólo el 10% de la energía fijada en un nivel trófico es utilizado por el siguiente nivel”.

Analizando este enunciado observamos que un vegetal aprovecha el 90% de la energía solar que fija para realizar sus funciones de sobrevivencia y en caso de servir de alimento a algún herbívoro esto sólo podrá utilizar el 10% de toda la energía que fijó el vegetal. A su vez el herbívoro utiliza el 90% de esa cantidad que recibió para sobrevivir, y en caso de servir de alimento a algún carnívoro éste, sólo podrá utilizar el 10% de la cantidad que recibió el herbívoro.

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Lee con atención lo siguiente y realiza lo que se pide en cada inciso.

Únicamente 40 millones de Megawatts* e la energía total que llega a la superficie terrestre es aprovechada por los vegetales para realizar la fotosíntesis. Con base en esta información y en la Ley de Diezmo Ecológico calcula: a) La cantidad de energía que utilizan los productores (vegetales) y la que dejan

disponible para los consumidores primarios (herbívoros).

b) La energía que utilizan los consumidores primarios y la que dejan disponible para los consumidores secundarios (carnívoros).

c) La energía que utilizan los consumidores secundarios y la que dejan disponible para los desintegradores.

Energía (40 millones de MW) Utilizada Aprovechable
Productores Consumidores primarios Consumidores secundarios Desintegradores

1.2.4 BIOMASA


El flujo de material y energía implícito en las cadenas y tramas alimenticias produce en cada nivel trófico, células nuevas las que en organismos complejos formarán tejidos constituidos por materia orgánica, procesada por fotosíntesis y respiración en el primer nivel trófico y por las relaciones alimenticias y la respiración también en los siguientes niveles tróficos.

Los tejidos de cada nivel trófico son la materia orgánica del ecosistema y constituyen la biomasa del mismo. Así los tejidos vivos son la biomasa del lugar y se miden utilizando unidades de peso como gramos, kilogramos, toneladas.