Fabian Concordia Primera 1

8/8/2019 Fabian Concordia Primera 1

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ECOLOGIA Y MEDIO

AMBIENTE

Dr. Daniel Fabin

Seccin Limnologa- Facultad deCiencias


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ECOLOGA:ECOLOGA:

Proveniente de las palabras griegas: OIKS quesignifica casa y LOGOS que significa estudio.

Este termino fue empleado por primera vez por

el bilogo alemn Ernst Haeckel en 1866 en suobra Generelle Morphologie der Organismen.


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QU ES LA ECOLOGA?

ECOLOGISMO

La Ecologa es la ciencia que

observa, experimenta,hipotetiza y teoriza sobre losseres vivos, sus interacciones

y las interacciones con su

hbitat

Salvemos la ecologa

Qu hacemos los eclogos?


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La ECOLOGAECOLOGA puede definirse como el estudio delas relaciones entre los seres vivos y el ambientedonde viven. La misma involucra diversas ramas

del conocimiento adems de la Biologa, Fsica yQumica. Las Ciencias Econmicas y Socialesdeben ser integradas para que sea posibleentender la complejidad de las relacionesexistentes entre el hombre, los seres vivos y el

planeta.

En la actualidad se observa la inclusin, en elconcepto mismo de ecologa, del papel

predominante que el HOMBRE desempea en labiosfera y de la necesidad de tomar enconsideracin aspectos tales como la percepcindel entorno y la concepcin de calidad de vida.


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Nacida como una rama de la Biologa hacia fines del siglo XIX, la Ecologa es hoyconsiderada una ciencia de sntesis, en la que confluyen conocimientos provenientes demltiples reas. Su historia, por lo tanto, no se ha desarrollado del modo que otrasciencias consolidadas durante el siglo XIX.

Al igual que en las Ciencias Naturales, las teoras, modelos y conceptos de la Ecologaevidencian notables influencias extracientficas en sus formulaciones, lo que limita lapretensin de constituir un conocimiento con neutralidad descriptiva de la realidad.

A partir de la crisis energtica de los aos 70 del siglo pasado, los movimientos

ambientalistas han logrado instalar en la sociedad la problemtica ambiental y por ende,a la Ecologa como el mbito cientfico natural que debiera aportar las soluciones a losproblemas. Los propios eclogos han debido tomar posiciones frente a temas socioambientales.

En la pugna de intereses antagnicos en materia ambiental, los conocimientosecolgicos han servido para defender las posturas de los distintos bandos, sin lograralcanzar una posicin arbitral en la disputa, lo que evidencia la fuerte influencia socialque existe sobre la Ecologa y la moderada insercin social que ella ha logrado almomento de la toma de decisiones sociopolticas


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Qu mtodo emplea la Ecologa pararesolver sus problemas?

Mtodo cientfico

EJEMPLOObservacin y descripcin: Se haobservado que en una especie de aves elmacho canta en una poca particular delao. Al observar este fenmeno se suscita

una pregunta: por qu los machos de estaespecie cantan en esta poca del ao?Generacin de hiptesis o explicaciones:En este paso es necesario generarrespuestas a la pregunta inicial. Unaposible respuesta sera: los machos cantanen esta poca para atraer a las hembras desu especie.Comprobacin de la hiptesis:paracomprobar o rechazar las hiptesis serealizan experimentos, en los cuales el

investigador controla las caractersticas ovariables de su inters. En este caso lavariable fundamental es el canto delmacho. Un experimento podra ser elsiguiente: grabar en una cinta el canto delmacho y observar si un grupo de hembras

se acerca. En caso positivo, la hiptesis sefortalece; de lo contrario, se rechaza.


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HISTORIA DE LA ECOLOGA

El papel de determinados personajes y disciplinas en los inicios de la ecologa

ARISTTELES, adems de filsofo, fueun bilogo y naturalista de gran talla.Escribio libros sobre la vida y costumbresde los peces, fruto de sus dilogos con pescadores, y sus largas horas deobservacin personal.

Tambin se realizaron durante elsiglo XVIII algunos de los grandesviajes cientficos que permitieron unconocimiento ms metodolgico de

los paisajes geogrficos de losdiversos continentes, ejemplo entreotros del CONDE DE BUFFON,autor de los primeros tratados debiologa y geologa no basados en laBiblia

ALEXANDER VONHUMBOLDT, el cualexplor y estudi durantecinco aos las tierras de

Amrica Latina.
http://www.natureduca.com/geol_indice.phphttp://www.natureduca.com/geol_indice.php


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El papel de los precursores del evolucionismo es asimismo fundamental, porque intuanque no haba ningn tipo de predeterminismo en la gran variedad de especies vivientesexistentes, sino progresivas adaptaciones ambientales.

Sin duda alguna, la polmica entre deterministas y evolucionistas fue uno de losprincipales debates cientficos del siglo XIX, enfrentando a hombres de la categora deCuvier, Owen, Agassiz y Klliker, contra los nuevos "transformistas" Lamarck, Darwin, HerbertSpencer, Muller, Haeckel, etc.

Cuvier

Lamarck
http://www.natureduca.com/biograf/cuvier.phphttp://www.natureduca.com/biograf/agassiz.phphttp://www.natureduca.com/biograf/lamarck.phphttp://www.natureduca.com/biograf/darwin.phphttp://www.natureduca.com/biograf/spencer.phphttp://www.natureduca.com/biograf/spencer.phphttp://www.natureduca.com/biograf/muller.phphttp://www.natureduca.com/biograf/haeckel.phphttp://www.natureduca.com/biograf/haeckel.phphttp://www.natureduca.com/biograf/muller.phphttp://www.natureduca.com/biograf/spencer.phphttp://www.natureduca.com/biograf/spencer.phphttp://www.natureduca.com/biograf/darwin.phphttp://www.natureduca.com/biograf/lamarck.phphttp://www.natureduca.com/biograf/agassiz.phphttp://www.natureduca.com/biograf/cuvier.php


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CHARLES DARWIN reuni en su persona lascualidades de bilogo y de explorador.Embarcado en el Beagle (1837), pudoimpresionarse viendo la distribucin de las

especies vivientes en Amrica del Sur ycompararla con las europeas.

El estudio de la flora y fauna de las islasGalpagos (con sus evidentes endemismos) fuedefinitiva para la elaboracin de su doctrinasobre la evolucin de las especies.

Islas Galpagos oArchipilago de Coln:Provincia de Ecuador. Estformada por unas 16 islasmayores y numerosos islotes de

origen volcnico, y situado en elPacfico a unos 1000 km de lacosta sudamericana.


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Hechos sobresalientes en la historia de la ecologa Antigedad grecolatina: en sus escritos, Teofrasto, Aristteles y Plinio se preocupaban ya de las

relaciones entre los seres vivos y el medio ambiente.

Los grandes naturalistas: Buffon (1707-1788, linneo (1707-1778), Darwin (1809-1882) y Wallace

(1823-1913) en ocasiones fueron verdaderos eclogos. 1869: Haeckel introduce la palabra "ecologa" en el lenguaje cientfico y da su definicin: "Porecologa, entendemos el campo del conocimiento que concierne a la economa de la naturaleza."

1872-1876: Se lleva a cabo la expedicin oceanogrfica del Challenger, con gran sentidoecolgico.

1887; S, A, Forbes publicaEl lago como microcosmos y describe este medio como un "organismo"

complejo. 1935: Tansley emplea por primera vez la palabra "ecosistema".

1942: Lindemann presenta un esquema del flujo de energa en el interior del ecosistema.

Dcada de los 50: Descripciones detalladas de ecosistemas, que desde entonces se han convertidoen modelos clsicos; fueron realizadas por Teal, H.T. Odum y otros.

En los aos 1960-1970: Se introduce la ecologa en los programas escolares. 1970: "Da de la Tierra": Manifestacin en los Estados Unidos, considerada como un acto del"activismo ecolgico" cuyo objetivo es lograr el respeto al medio ambiente.

1972: En el mes de junio, la Conferencia Mundial sobre el Medio Ambiente, celebrada enEstocolmo, concluye con diversos acuerdos.


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Cul es el Objeto de Estudio de la Ecologa?Debido a que la Ecologa es un campo muy extenso del conocimiento biolgico es muydifcil delimitar un tipo de problemas especficos, objeto de su estudio. No obstante, spodemos hablar de enfoques en la Ecologa. Estos son esencialmente tres: Enfoque de

ecosistemas, enfoque de poblaciones y de comunidades.

Enfoque de ecosistemas: Dado que en los ecosistemas se encuentra un gran nmero deorganismos que realizan actividades y que se hallan en ambientes distintos; en elenfoque de ecosistemas, los organismos y sus actividades se describen a manera de procesos de flujo de energa y ciclo de nutrientes, lo cual permite realizar unacomparacin entre ecosistemas, por dismiles que estos sean .

Enfoque de poblaciones: En este enfoque se estudian las propiedades particulares de ungrupo de individuos de la misma especie o poblacin a tres niveles fundamentales:Adaptaciones de los organismos de la poblacin a su medio ambiente, distribucin

geogrfica de la poblacin y variaciones en tamao y densidad de las mismas.

Enfoque de comunidades: En el enfoque de comunidades se estudian bsicamenteinteracciones entre las poblaciones y la composicin de las especies que la conforman.


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Ecologaevolutiva

Ecologatermodinmica

ESTRUCTURA JERARQUICA DE OBJETOS O NIVELES DEESTUDIO EN ECOLOGIA


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Qu es un sistema? Un sistema esun

conjunto departesinterdependientes que

funcionan comounaunidad y

requiereentradas ysalidas

(Tansley 1935)


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Un sistema se compone de

Input PROCESOSOutput

Retroalimentacin


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Visiones de sistemas

Existen dos corrientes de pensamiento Los reduccioncitas creen que la suma de las

partesconstruyen el todo Los holistas creen que el todo es ms que la

suma de laspartes (propiedades emergentes)


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Caractersticas generales de unsistema abierto

Existe ingreso y egreso de materiales y energa Esta en desequilibrio termodinmico con respecto al

medio

Se contrapone a la segunda ley de la termodinmica, porlo tanto debe utilizar energa para perpetuarse, por lotanto necesita recursos y genera productos noreutilizables

Ningn sistema es capaz de utilizar con eficiencia los

recursos


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El ecosistema

La palabra ecosistema se compone de dospartes

Eco: Que se refiere al ambiente

Sistema: implica, obviamente, que el ecosistema

es un sistema


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As

Desde el punto de vista de la ecologa elecosistema involucra todas las relaciones entrela comunidad bitica presente con el medio

abitico

Dado este aspecto, lo que importan son los

procesos evaluables a travs de flujos demateriales y energa


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El ecosistema como sistema:

MEDIO BITICO MEDIO ABITICO


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Reflexionemos acerca de lasinteracciones que ocurren el

ecosistema

ESPECIE 1

ESPECIE 2ESPECIE 3

MEDIOABITICO


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COMUNIDADES Y ECOSISTEMAS

Comunidad Propiedades emergentes:

diversidad estabilidad

Relacin especies - rea

factores biticos yabiticos Sucesin

Ecosistema Ciclos de materia

Ciclos del agua, C, N, P Flujo de energa

Luz y produccin primaria Produccin secundaria Descomposicin

Pirmides trficas


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Poblacin: Conjunto de individuos de la

misma especie que se reproducenentre s

COMUNIDADES: Conjunto depoblaciones de organismos queviven juntos en un rea y

tiempo dados y queinteractan

potencialmente.


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COMUNIDADES bajo diferentes criterios:

- TAXONOMICO - MORFOLOGICO: insectos, aves,peces, mamferos

- FUNCIONAL:

insectos polinizadores, hongos descomponedores,

peces predadores, etc.

- HABITAT:

plantas de distintos tipos de suelo, peces dulceacuicolas

y estuarinos- SISTEMAS TERRESTRES:

comunidades de plantas y otros organismos asociados aellas.


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Ecosistema:Incluye conceptos de organizacin jerrquica, poblaciones ycomunidades con conexiones funcionales entre la biota y losfactores abiticos.

Ecosistema:Ecosistema: cualquier unidad que incluya la totalidad de losorganismos de un rea dada que actan en reciprocidad con elmedio fsico de modo que una corriente de energa conduzca a unaestructura trfica, una diversidad bitica y a ciclos de materia yenerga claramente definidos dentro del sistema (Odum, 1972).

Unidad espacial de la Tierra que incluye todos los organismosconjuntamente con los componentes abiticos dentro de undeterminado lmite (Likens 1992)

En otras palabras, la comunidad bitica y el ambiente inerte

(factores abiticos) funcionan juntos interactuando y originando unintercambio de materia y energa, constituyendo un sistemaecolgico o ecosistema.


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Los actuales ecosistemas del mundo son producto de miles demillones de aos y han tenido diversos cambios, asociados afenmenos naturales (volcanes, terremotos, huracanes), ypor otro lado a las acciones del hombre que ha aportadosustancias nuevas y otras que ya existan pero que en exceso

pueden acarrear efectos perjudiciales (Historia de la Tierra,efectos antropognicos).

La naturaleza presenta capacidad de autorregularse(resiliencia de los ecosistemas); sin embargo, efectosacumulativos ocasionados por el hombre, genera que algunosprocesos sean irreversibles, al menos en escala temporalhumana.


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Los ecosistemas son complejos

Los componentes del ecosistemaforman una jerarqua

Con la finalidad de estudiar de mejor maneralas relaciones de los seres vivos con suambiente, los eclogos han definido

agrupaciones jerrquicas y anidadas para sumejor estudio y comprensin


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Para cada jerarqua

existen interacciones oprocesos caractersticos


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Individuo

Todos aquellos atributos de losorganismos que permiten susupervivencia, implican una interaccin

con el ambiente, as por ejemplo


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Ciclos de vida e historias de vida


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Estrategias de historias de vida


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Adecuacin Biolgica

La adecuacin biolgica o fitnessse puededefinir como la contribucinproporcional de losindividuos a la siguiente generacin. Los individuos con mayor fitness

son aquellosque se reproduce, crece y/sobrevivems


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Frequencia del trminoEcosistema enBiological Abstracts


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Necesidad de conocimiento de los ecosistemas, de los recursosbiolgicos que los componen, de sus interacciones y sus reacciones amodificaciones antropognicas.

A partir de estos estudios, se podr desarrollar estrategias demanejo, de gestin ambiental que permita la perduracin en eltiempo de los sistemas biolgicos y el uso sustentable por el hombre.

En este punto, resalta la importancia del conocimiento para lagestin. La gestin ambientalmente sustentable.

Pero,

QUE NOS BRINDAN LOS ECOSISTEMAS ?

Procesos, Bienes y Servicios Ecosistmicos ( Ecological Applications, Christensen et al. 1996).


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Procesos, Bienes y Servicios Brindados por los EcosistemasProcesos, Bienes y Servicios Brindados por los Ecosistemas, y ( g pp , )

procesos: ciclos globales que ocurren en los ecosistemas; bienes: provee valor monetarioen el sistema de mercado; servicios: es valuado, pero raramente comprado o vendido

Procesos Bienes Servicios

Flujos y AcumulacinHidrolgica

Alimentos Mantenimiento de los cicloshidrolgicos

Productividad Biolgica Materiales para laConstruccin

Regulacin del Clima

Ciclos y AcumulacinBiogeoqumica

Plantas Medicinales Limpieza del agua y aire

Descomposicin Genes para plantas y animalesdomsticos

Mantenimiento de laComposicin GaseosaAtmosfrica

Mantenimiento de ladiversidad biolgica

Turismo y Recreacin Polinizacin

Generacin y Mantenimientode los suelos

Acumulacin y Ciclo de losNutrientes esenciales

Absorcin y detoxificacin decontaminantes

Provee belleza, inspiracin einvestigacin


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Los procesos ecolgicos ocurren a distintas


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Los procesos ecolgicos ocurren a distintasescalas espaciales y temporales

Uno de los retos a los cuales se enfrenta un eclogoes identificar la escala temporal y espacial en la cualse llevan a cabo los fenmenos de su inters.

Por ejemplo si se desea estudiar el crecimientopoblacional de un grupo de orugas que viven en los

rboles y no tienen la capacidad de volar, la escalaespacial de este evento sera el rbol y no el bosque.

Naturaleza jerrquica de los procesos que se dan en el


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Naturaleza jerrquica de los procesos que se dan en elecosistema

Si ms bien


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Si ms biendeseramos saber

en cunto tiempoflorece y quienpoliniza las flores de

una especie deplanta cualquiera, laescala temporal

puede variar de unospocos meses hastaaos.


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EJEMPLOS


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Por el contrario,si el fenmeno

de inters es elcambio climticoglobal, la escala

espacial sera latierra y latemporal podra

ser hasta unsiglo.

Retraso en la respuesta del ecosistema al manejo


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Retraso en la respuesta del ecosistema al manejodependiendo de la escala de anlisis

Manejo de ecosistemas como respuesta


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Manejo de ecosistemas como respuestametodolgica al problema de escala

LA TEORA DEL NICHO ECOLGICO


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Conceptos de nicho ecolgico: Grinnell, Elton y Hutchinson

Joseph Grinnell, 1917: Unidad dedistribucin ltima dentro de lacual una especie se encuentra porlas limitaciones de sus fisiologa ysu estructura fsica ( hbitat de

una especies o nicho espacial).

Charles Elton, 1927: Funcin bsica de un organismos en lacomunidad debido a sus relaciones con el alimento y con susenemigos (= profesin de la especie o nicho

trfico).

G E Hutchinson 1958: El nicho incluye todas las variables fsicas


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G.E. Hutchinson, 1958: El nicho incluye todas las variables fsicasy biolgicas que afectan al buen funcionamiento de un organismo(= nicho multidimensional o de hipervolumen).


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Diferentes tipos dePerca


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El concepto de hbitatSi estas reas estuvieran aisladas no pasara mucho tiempo antes deque la especies desapareciera totalmente de ellas. Sin embargo, ya queel rea roja constituye un hbitat "de calidad" (la natalidad sobrepasa a


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El concepto de hbitat

o lugar donde se encuentra unanimal (o una especie).o rea que rene las caractersticas fsicas ybiolgicas necesarias para la supervivencia yreproduccin de una especie

Hbitats complejos El rea azul es una zona de reproduccin que no esutilizable durante el invierno, y el rea celeste es unazona de invernada que no presenta los recursosnecesarios para la reproduccin de la especie.Claramente ninguna de las dos zonas por separadocumple con la condicin establecida por la definicinde hbitat ya que la especie no puede subsistir en

ninguna de ellas por separado, sino que requiere delas dos. En el caso de la especie B, el rea pintada derojo constituye un hbitat segn nuestra ltimadefinicin, donde la especie es capaz de perpetuarse.El rea pintada de verde, sin embargo, representa unhbitat "de mala calidad" donde la tasa de mortalidadde la poblacin excede a la tasa de natalidad.

el rea roja constituye un hbitat de calidad (la natalidad sobrepasa ala mortalidad) algunos de los individuos que nacen en ella se venforzados a migran y colonizan el rea verde. Este "hbitat marginal"que por si slo no sera hbitat (segn nuestra definicin), puede tenerun efecto muy importante en la mantencin de la especie a nivelglobal [nota 4 ]. En resumen, un rea que, por si sola, no constituyehbitat para una especie, s puede puede serlo en un contexto global.

Recursos


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El que un ambiente constituya hbitat para una especie depende de los recursosque estn disponibles en l. Hay recursos que estn ampliamente distribudos (ej.oxgeno) y otros que slo estn presentes en sitios puntuales (ej. cavernas) ydependiendo de los requerimientos de cada especie la disponibilidad de hbitatsvariar.

Las especies que requieren de recursos que son abundantes o que son capaces deutilizar alternativamente distintos tipos de recursos en distintas zonas o pocas delao (generalistas) son habitualmente ms comunes y abundantes que las especies

que requieren de recursos muy especficos (especialistas ).

Los tipos de recursos que los animales pueden requerir incluyen: alimento (plantasu otros animales), agua (libre o contenida en alimentos), proteccin (contra el climao predadores), recursos para la reproduccin (sitios de nidificacin, materiales de

construccin, etc) y corredores (la posibilidad de moverse dentro y entre hbitats).

Las distintas combinaciones de estos recursos (en calidad y cantidad) dentro de unambiente determinarn su calidad como hbitat para una especie en particular. Ladefinicin de calidad del habitat as como su estimacin son partes centrales de

este curso y sern abordadas con posterioridad.

ecu sos

Un concepto que est directamente ligado al hbitat es la idea de nicho El nicho de una especie es el rol


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Un concepto que est directamente ligado al hbitat es la idea de nicho. El nicho de una especie es el rolecolgico que esa especie tiene en la comunidad. Haciendo una analoga bastante simple, el nicho es laprofesin de la especie, mientras que el hbitat es su domicilio. En otras palabras, el nicho es qu tipo derecursos una especie explota y cmo los explota y el hbitat es dnde los explota. Existen dos tiposgenerales de nicho. El nicho fundamental comprende todos los potenciales recursos que pueden ser

utilizados por la especie, mientras que el nicho real o efectivo se refiere a los recursos que efectivamenteson utilizados por la especie. La diferencia entre uno y otro est dada por las restricciones que lascondiciones fsicas y biolgicas del ambiente le imponen a la especie. La figura 2 presenta un caso en dosdimensiones (el nicho es una variable multidimensional) del nicho de una especie terica. Debido a razonesfisiolgicas esta especie no soporta temperaturas menores que -8oC o mayores que 30oC. De igual forma,por restricciones de tamao corporal, la especie no puede consumir semillas mayores de 78 mm y no leresulta energticamente conveniente consumir semillas menores que 15 mm. Estos lmites (rectngulo

verde) establecen el nicho fundamental de la especie para esos dos tipos de recursos. Sin embargo, lastemperaturas en el rea en que vive la especie varan entre 3 y 25oC, y debido a la presencia de otra especieque es ms eficiente en consumir semillas grandes, la especie slo utiliza semillas hasta 55 mm de largo.Estos nuevos lmites (rectngulo rojo) describen al nicho real de la especie.


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algas

LUZ

sedimentacin

C

C

peces

C

FLUJO DEENERGIA

CICLOS DEMATERIA

resuspensi

n

invertebrados

CICLOS DE MATERIALES


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CO

2

N

2

H2O

P, S,

K, Mg,Ca

O2

C H O NP

CICLOS DE MATERIALES


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CICLOS BIOGEOQUIMICOS

Existen tres ciclos biogeoqumicosinterconectados:

1- Ciclos Gaseosos: Principales: Carbono,Oxgeno y Nitrgeno

2- Ciclos Sedimentarios: Fsforo y Azufre

3- Ciclo Hidrolgico: Circulacin del agua


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Ciclo del carbono

1-Dixido de carbono en la atmsfera, 2-Fbricas/centrales trmicas, 3-Depsito calizo, 4-Respiracin de las races, 5-Descomposicin, 6-Depsitode combustibles fsiles (carbn, petrleo, gas natural...), 7-Emisin delsuelo y respiracin de los organismos, 8-Respiracin de los animales, 9-Respiracin de las plantas, 10-Asimilacin por las plantas, 11-Respiracinde las algas y animales acuticos, 12-Fotosntesis de las algas, 13-Restos

vegetales

CICLO DEL CARBONO


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CICLO DEL CARBONOCO2

DIFUSIONFOTOSINTESIS

FOTOSINTESIS

RESPIRACION

COMBUSTION

DESCOMPOSICIONCARBONIFICACION

COMBUSTIBLES

FOSILES

CO2 HCO3-


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CICLO DEL

NITROGENON2

FIJACIONMUERTE, EXCRECION, HECES

DESCOMPOSICION

AMONIFICACIONNITRIFICACION

FIJACION

AA

NH4+

DENITRIFICACION

NO3-

NH4+


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Amonificacin Nitrificacin Asimilacin

Gran parte del nitrgeno delsuelo proviene de ladescomposicin de lamateria orgnica y, por lotanto, consiste encompuestos orgnicoscomplejos (protenas,aminocidos, etc.). Estos

compuestos suelen serdegradados a compuestossimples por los organismosque viven en el suelo(bacterias y hongos). Estosmicroorganismos utilizan las

protenas y aminocidos paraformar las protenas que

necesitan y liberar el excesode nitrgeno como amonaco(NH3) o amonio (NH

+4). Este

proceso se denominaamonificacin.

Algunas bacterias comunesen los suelos oxidan elamonaco o el amonio. Estaoxidacin se denominanitrificacin. En ella selibera energa , que es utiliza

por los bacterias comofuente energtica primaria.

Un grupo de bacterias oxidael amonaco (o amonio) anitrito (NO-2).El nitrito es txico para las

plantas, pero es raro que seacumule (la presencia denitritos en el agua es unindicador muy claro de

contaminacin).Otras bacterias oxidan elnitrito a nitrato, que es laforma en que la mayor partedel nitrgeno pasa del sueloa las races.

Una vez que el nitrato estdentro de la clula de la

planta, se reduce de nuevo aamonio. Este proceso sedenomina asimilacin yrequiere energa. Los ionesde amonio as formados setransfieren a compuestos que

contienen carbono araproducir aminocidos y otrasmolculas orgnicasnitrogenadas que la plantanecesita.Los compuestosnitrogenados de las plantasterrestres vuelven al suelo

cuando mueren las plantas olos animales que las hanconsumido; as, de nuevo,vuelven a ser captados porlas races como nitratodisuelto en el agua del sueloy se vuelven a convertir encompuestos orgnicos.

Las tres principales etapas del ciclo del Nitrgeno son:

La reserva principal de nitrgeno es la atmsfera ( el nitrgeno representa el 78 % de los gases


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atmosfricos). La mayora de los seres vivos no pueden utilizar el nitrgeno elemental de laatmsfera para elaborar aminocidos ni otros compuestos nitrogenados, de modo que dependendel nitrgeno que existe en las sales minerales del suelo. Por lo tanto, a pesar de la abundancia denitrgeno en la biosfera, muchas veces el factor principal que limita el crecimiento vegetal es la

escasez de nitrgeno en el suelo. El proceso por el cual esta cantidad limitada de nitrgenocircula sin cesar por el mundo de los organismos vivos se conoce como ciclo del nitrgeno.Los nitratos pueden almacenarse en el humus en descomposicin o desaparecer del suelo porlixiviacin, siendo arrastrado a los arroyos y los lagos. Otra posibilidad es convertirse ennitrgeno mediante la desnitrificacin y volver a la atmsfera. En los sistemas naturales, el

nitrgeno que se pierde por desnitrificacin, lixiviacin, erosin y procesos similares esreemplazado por el proceso de fijacin y otras fuentes de nitrgeno. La interferencia antrpica(humana) en el ciclo del nitrgeno puede, no obstante, hacer que haya menos nitrgeno en elciclo, o que se produzca una sobrecarga en el sistema. Por ejemplo, los cultivos intensivos, surecogida y la tala de bosques han causado un descenso del contenido de nitrgeno en el suelo(algunas de las prdidas en los territorios agrcolas slo pueden restituirse por medio de

fertilizantes nitrogenados artificiales, que suponen un gran gasto energtico). Por otra parte, lalixiviacin del nitrgeno de las tierras de cultivo demasiado fertilizadas, la tala indiscriminada debosques, los residuos animales y las aguas residuales han aadido demasiado nitrgeno a losecosistemas acuticos, produciendo un descenso en la calidad del agua y estimulando uncrecimiento excesivo de las algas.


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CICLO DEL


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CICLO DELFOSFORO

ROCAS

SEDIMENTOS

ALGAS

HONGOSBACTERIAS

PO43-

PO43-

DESECHOS

BACTERIAS

HONGOS

HECES

DRENAJE

GUANO


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AGUA: solvente universal, con una estructura moleculardeterminada (tipo polar; H O) y la nica que se encuentra


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determinada (tipo polar; H2O) y la nica que se encuentrapresente en sus diferentes estados e inter-relacionados pormedio del ciclo hidrolgicociclo hidrolgico (precipitacin, evapotranspiracin yescorrenta).

ORGANISMO AMBIENTE


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LOS ORGANISMOS SELECCIONAN SU AMBIENTE

El hbitat seleccionado ofrecer condiciones ms favorablesque si fuera elegido por azar

ORGANISMO AMBIENTE


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CADA ORGANISMO PERCIBE DE DISTINTA FORMA ELAMBIENTE

Dependiendo de su tamao,su metabolismo,comportamiento, etc

ORGANISMO AMBIENTE


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LOS ORGANISMOS CONSTRUYEN SU AMBIENTE

ORGANISMO AMBIENTE


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LOS ORGANISMOS MODIFICAN SU AMBIENTE

Castor canadensis

Provoca alteraciones

ecolgicas ygeomorfolgicas:

circulacin del agua

acumulacin de N y C

generacin de humedales

Organismos ingenieros delsistema

ORGANISMO AMBIENTE


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LOS ORGANISMOS MODIFICAN SU AMBIENTE YTAMBIN EL DE OTROS ORGANISMOS

ORGANISMO AMBIENTE


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QU ES UNA CONDICIN?

ES UN FACTOR ABITICO QUE VARA ENEL ESPACIO Y EN EL TIEMPO.

Ejemplos:

TEMPERATURAHUMEDAD

PH

SALINIDADCONCENTRACIN DE POLUENTES

ORGANISMO AMBIENTE


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QU ES UN RECURSO?

Todo aquello que pueda ser consumido

por los organismos:

Por ejemplo el nctares un recurso para un

colibr

Luz, agua ynutrientes

para lasplantas


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En qu rango de condiciones y de

recursos puede una poblacin sobrevivir,crecer y reproducirse?

CONCEPTO DE NICHO

EL NICHO ES UNA PROPIEDAD DE LA ESPECIE


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Temperatura

H u m e d a d

n dimensiones:Nicho hipervolumtrico(Hutchinson 1957)

Poblacin viable

Nitrg

eno

ESTRATEGIA DE VIDA r K


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Patrn de crecimiento

Inicio de madurez sexual

Tamao corporal

Nmero de descendientes

Longitud del ciclo de vida

Rpido Lento

Precoz Tardo

Pequeo Grande

Muchos Pocos

Corto Largo

ESTRATEGIA DE VIDA r K

Asignacin de recursos Reprod. Sobrev.


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PROPIEDADES EMERGENTES

DIVERSIDADRIQUEZA DE ESPECIES

ABUNDANCIA RELATIVA: UNIFORMIDAD

TIPO DE VEGETACIN (biomas)FORMA DOMINANTE

ESTRUCTURA VERTICAL

ESTABILIDAD vs. PERTURBACIN ESTRUCTURA TRFICA (ecosistemas)

DESCRIPTORES DE LA COMUNIDAD


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Relacionentre riquezade especies y

rea

DIVERSIDAD: Variedad de especiesen una comunidad. Combinariqueza y uniformidad.

RIQUEZA:nmero

deespecies

EQUITATIVIDAD o UNIFORMIDAD cfr


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Curva abundanciarelativa - especies

por abundancia

EQUITATIVIDAD o UNIFORMIDAD cfr.DOMINANCIA

DANCIA RELATIVA: nmero, biovolumen, biounidad de area), o frecuencia de ocurrencia

EJEMPLO:


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EJEMPLO:

ESPECIES SITIO 1 SITIO 2

Especie L 50 20

Especie C 7 20

Especie Z 2 20Especie K 20

Sitio 1: Riqueza 3. Especie L

dominante, menor uniformidad,menor diversidad

Sitio 2: Riqueza 4. Todas con igual

abundancia (uniformidad maxima),

Similitud


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Especies Sitio A Sitio BSitio CG X X

D XR X X XS X

Cunto se parecen las comunidades por sucomposicion (presencia ausencia) o

abundancia de especies

Similitud AB = 1/4 = 0.25Similitud AC = 2/3 = 0.66Similitud BC = 1/3 = 0.33

No. spp: comunesNo. total spp.

Escalas Espacio-TemporalesEscalas Espacio-Temporales


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Escalas Espacio TemporalesEscalas Espacio Temporales

El conjunto de ecosistemas de la Tierra se conoce como Biosfera

Ecosistemas o sistemas ecolgicos, pueden ser tan grandes como ocanos,regiones (Large Marine Ecosystem, Ej: Zona de la Convergencia yPlataforma Argentina).

Puede ser un bosque determinado, un desierto, un lago o inclusive un

pequeo charco de agua.

Presentan modificaciones temporales, ciclos biolgicos, ciclos globales

Necesidad de definir los lmites espacio-temporales para su estudio, loscomponentes e interrelaciones que se establecen entre estos y con elambiente.

Algunos factores estructuradores


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Algunos factores estructuradoresde las comunidades

ABITICOS luz

temperatura

vientos - corrientesprecipitacin / humedad

salinidad /oxgeno

pH

nutrientes, sales

suelos - sedimentos

BITICOS competencia depredacin riqueza diversidad abundancia

biomasaproduccin

ZONACION


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ZONACION:Ordenamiento espacial

de comunidadesacuticas y terrestres alo largo de GRADIENTES

ECOTONOS

Estratificacin verti

Estratificacinvertical

Zonacin horizontal

VARIACIONES TEMPORALES


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VARIACIONES TEMPORALES:peridicas, fluctuaciones y sucesin


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ESTABILIDADpermanencia enequilibrio

gracias a las

interacciones biticas

vs.

PERTURBACIN -DISTURBIO

eliminacin de especies:

menos interacciones


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Perturbaciones Ecolgicas:Caractersticas:

IntensidadFrecuenciaExtensin

Fuentes:Naturales: (fuego, inundacin,sequa)Antropognicas:

deforestacin - forestacinagricultura, ganadera,mineracontaminacin industrial,

urbana


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SUCESION ECOLGICA:cambio gradual (aperidico) en comunidad

y ambiente,en composicin y dominancia de especies,

en una secuencia + / - determinada

PRIMARIA:en sitio sin vida

rocas - algas - lquenes - suelo - plantas

SECUNDARIA (ms rpida):en reas que ya tuvieron una comunidad

que sufri disturbio

SUCESION TERRESTRE


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Aumenta profundidad del suelo y su contenido de M.O.Aumenta la productividadAumenta nmero de especies e interacciones

Dominan especies longevas


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Disminuye tasa de reemplazo

La biomasa llega a un mximo Las spp. ya no alteran las condiciones: noms nuevas

- sucesin temporal de especies:


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- sucesin temporal de especies:Cambios en la cobertura de especies de

algas en la zona intermareal

InteraccionesInteracciones


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Las relaciones que se establecen entre los diferentes organismos vivos de unecosistemas, conforman las denominadas cadenas alimenticias o tramas

trficas ( trfico: alimenticio)

La transferencia de energa alimenticia desde el origen (en las plantas, pormedio de la Fotosntesis), a travs de una serie de organismos con reiteradas

actividades alternas de comer y ser comido, se designa como la cadena de losalimentos (Odum, 1972).

En cada traspaso, se pierde una gran proporcin de la energa potencial, estoes de un 80 a un 90 %, en forma de calor.

O sea que los organismos auttrofosauttrofos (que producen sustancias orgnica apartir de gas carbnico, agua y minerales) realizando quimiosntesis ofotosntesis servirn de alimento a los seres hetertrofoshetertrofos. De esta forma losprimeros son denominados productoresproductores del sistema y los segundos

consumidoresconsumidores.

TIPOS DE INTERRELACION EFECTOS Cooperacin+/+ Ambas poblaciones se benefician.


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Coope ac / bas pob ac o es se be e c a .La interaccin es opcional para ambas especies

Mutualismo+/+ Ambas poblaciones se benefician,la interaccin es necesaria para la supervivencia ycrecimiento de cada una de las especies.

Comensalismo+/0 Una de las poblaciones sebeneficia, la otra resulta inafectada.

Amensalismo-/0 Una de las poblaciones esinhibida, la otra resulta inafectada.

Competencia-/- Una poblacin elimina a la otra,

en el proceso ambas sufren. Depredacin+/- Una de las poblaciones sebeneficia. La interaccin es necesaria para lasupervivencia del depredador o del parsito.

Parasitismo Idem Idem

TIPOS DE INTERACCIONES


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Depredacin

Mutualismo

AmensalismoComensalismo

Competencia

0

Neutralismo0

TIPOS DE INTERACCIONES


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DepredacinDepredacinMutualismoMutualismo

AmensalismoAmensalismoComensalismoComensalismo

CompetenciaCompetencia

0

NeutralismoNeutralismo0

Depredacin

Interaccin poblacional donde una poblacinse beneficia (depredador) y otra seperjudica (presa) por la interaccin

Depredacin verdadera (+ )


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Depredacin verdadera (+ - )

Consumo total o parcial de un organismo(presa) por otro (depredador) donde la

presa est viva en el momento del ataque


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Herbivora (+ - )


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Herbivora (+ - )

Consumo total o parcial de una planta

por un animal


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D a p h n i a o b t u s a


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Parasitismo (+ - )

Consumo de nutrientes por parte deorganismos (huspedes) a partir de otros

organismos (hospederos), normalmentecausando dao pero no la muerte
http://cal.nbc.upenn.edu/merial/Introduction/images/giardiaf.jpg


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Las presas se defienden de diversas maneras...
http://research.amnh.org/exhibitions/epidemic/taenia.jpghttp://cal.nbc.upenn.edu/merial/Introduction/images/giardiaf.jpg


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camuflaje

Mimetismo


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Las plantas tambin se defienden...Qumicas


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Morfolgicas Qumicas


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DepredacinDepredacin

MutualismoMutualismo

AmensalismoAmensalismoComensalismoComensalismo

CompetenciaCompetencia

0

NeutralismoNeutralismo0

Mutualismo

Interaccin poblacional donde ambas

poblaciones se benefician por lainteraccin

Simbiosis (mutualismo obligatorio)


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Micorrizas

Termites-protoz.

Lquenes

Polinizacin


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Dispersin


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PROCESOS BIOLGICOS
http://www.rau.edu.uy/iconos/zorro.gif


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PRODUCCION CONSUMO DESCOMPOSICIN RESPIRACION

CO2 NO3 PO4

PRODUCTORESCONSUMIDORES

(CARNVOROS)CONSUMIDORES(HERBVOROS)

SOL

DESCOMPONEDORES

BACTERIASHONGOS

FLUJO DE ENERGIA


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FLUJO DE ENERGIA

ESPECTRO DE LA RADIACIONSOLARUV IR

LONGITUD DE ONDA (nm)

A niveldel mar

Atmsferaexterior

FL

UJOSOLAR

(cal/cm2

snm

)

400 700250 1000 10000

FLUJO DE ENERGIA


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C(H2O) + O2CO2 + H2O

C6H12 O6 + 6 O26 CO2 + 6 H2O

SOLClorofilas, etc.

e-

FLUJO DE ENERGIA

ALGUNOS CONCEPTOS BSICOS:BIOMASA Y PRODUCCION


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BIOMASA: cantidad de materia viva existente en unaunidad de superficie o volumen en un instante de tiempo

dado.

El Producto del nmero de individuos (N) de una clase detamao, cohorte o especie y su masa promedio (M).

B=N.M

Se expresa en: Masa o peso por unidad de rea o volumen(ej.mg.m-2 ), en forma (ej.peso seco sin cenizas; peso seco;cantidad de algun elemento constituyente (frecuentementecarbono, etc) o en unidades de energa (caloras).

PRODUCCIN: cambio de biomasa en un determinado


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intervalo de tiempo.BIOMASA/TIEMPO

Se expresa como masa area-1 tiempo-1 (ej.g.m-2 ao-1)

PRODUCCIN: cambio de biomasa en un determinado

intervalo de tiempo ms las perdidas (respiracin, excrecin,secrecin, heridas, muerte o grazing) habidas durante eseperiodo.

PRODUCCION=BIOMASA/TIEMPO +PERDIDAS

CRECIMIENTO REPRODUCCIN


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RESPIRACIN

PRODUCCIN BRUTA(ASIMILACIN)

INGESTIN

EXCRECIN

PRODUCCIN NETA

ASIMILACIN= Respiracin + Excrecin + (Crecimiento + Reproduccin)(=>PRODUCCIN BRUTA)

PRODUCCIN= Crecimiento + Reproduccin (=> PRODUCCIN NETA)

PRODUCCION PRIMARIA


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PRODUCCION PRIMARIA

Biomasa / (area x tiempo)

g C / (ha ao) cal / (cm2 s)

PRODUCCION PRIMARIA BRUTA

- RESPIRACION

PRODUCCION PRIMARIA NETA

PRODUCCION DE ECOSISTEMAS


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PRODUCCION DE ECOSISTEMAS

g MO/m2 aointermareal c/olas: < 14000selvas tropicales,

humedales: 15003000bosques templados: 1100-1500desiertos 200

DISTRIBUCION DE LA


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PRODUCCION PRIMARIA

100200

50


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SECUNDARIA

REPRODUCCION

CRECIMIENTO

EXCRECION

RESPIRACION

ASIMILACIONINGESTION

HECES

DESCOMPOSICIN


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Detritvoros Descomponedores

TIEMPO

COLEOPTEROS

HORMIGAS

TERMITES

HONGOS

HONGOS

Nutrientes

BACTERIAS

InteraccionesInteracciones


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Cada etapa de la cadena alimentaria se denomina: nivel trfico.nivel trfico. De esta forma,las plantas ocupan el primer nivel trfico, o sea el nivel productor; los animales

herbvoros ocupan el nivel trfico de los consumidores primarios, y assucesivamente.

De esta forma los primeros son denominados productores del sistema y lossegundos consumidores (consumidores primarios: herbvoros; consumidores

secundarios: carnvoros; consumidores terciarios: Hombre) (transparencias dePP y cadenas alimenticias).

Estas relaciones pueden representarse por medio de

Pirmides trficas (numero, biomasa, energa)

Cadenas lineares (cadenas alimentcias)

Intrincadas redes trficas

Cadenas y Redes Alimenticias

Flujo de Energay Cadena Trfica


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Una cadena alimenticia es la ruta del alimento desde un consumidor final dado hasta elproductor. Por ejemplo, una cadena alimenticia tpica en un ecosistema de campopudiera ser:

pasto ---> saltamonte --> ratn ---> culebra ---> halcn


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www.limno.fcien.edu.uy

RED TRFICAACUTICA


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FITOPLANCTONZOOPLANCTON

PECESCRUSTCEOS

BACTERIAS

PECESPREDADORES

INVERTEBRADOSHIDROFITAS

OTROS

PREDADORES

ACUTICA

Algunas regularidades (pocas) en la


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pirmide trfica

El flujo de energa entre niveles va disminuyendo por: prdidas en toda transferencia de energa

gastos para mantener el nivel inferior (respiracin)

Proporcin entre flujos suesivos ca. 10%: 4 - 5 nivelesEficiencia de asimilacin (/ingestin) mayor en nivelesaltos (invierten en alimentacin y digestin)

Relacin produccin neta / asimilacin alta (50%) en

animales de bajo metabolismo y alta reproduccin. Baja(2-20%) en los que invierten ms en metabolismo que enreproduccin

Algunas regularidades (pocas) en la


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organizacin trfica

Tasa de renovacin P/B disminuye con nivel trfico:carnvoros ms longevos que herbvoros

Tamao corporal aumenta con nivel trfico: depredadorms corpulento que presa

Excepto parsitos, ms chicos que hospedador, pero conmayor tasa de renovacin

Toda red trfica empieza con auttrofos y termina condescomponedores

Para iguales tasas P/B, B disminuye en pirmide, pero noen cada momento, sino anualmente

Si B disminuye y el peso individual aumenta, entonces Ndisminuye: pirmide de abundancia.


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Las sucesionesculminan con el

establecimiento de uni t

La sucesin ecolgica

La tendencia de los ecosistemas es


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ecosistemabiolgicamente

estable

La sucesin primariaintenta alcanzar el

climax partiendo de una

zona desnuda

La sucesin secundaria

parte de una etapa dela serie producida poruna perturbacin, porejemplo un incendio

alcanzar el clmax o comunidadclimcica. Se denomina as al

estado terico de mximaestabilidad y eficiencia ecolgica.El proceso que se desarrolla hasta

alcanzar el clmax se llamasucesin, y al conjunto de fases que

se van atravesando desde el

ecosistema inicial (todas ellas decomplejidad creciente) se les

denominaserie evolutiva.La sucesin es resultado de la

modificacin del ambiente fsicopor causas internas o externas a la

comunidad. Culmina con elestablecimiento de un ecosistema

biolgicamente estable (se alcanzael clmax) que se perpeta a s

mismo.


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Raso Pradera Arbustos Bosque Pinos Bosque caducifolio

SUCESION DE UN ECOSISTEMA


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El clculo emprico del 10% es slo unaestimacin grosera. Las mediciones realesmuestran amplias variaciones en las


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Pirmide del flujo de energa para unecosistema de ro en Florida, EEUU.

eficiencias de transferencia, desde menos del1% a ms del 20%, dependiendo de lasespecies de que se traten. El flujo de energacon grandes prdidas en cada pasaje al nivelsucesivo puede ser representado en forma depirmide.

Una proporcin relativamente pequea dela energa del sistema es transferida encada nivel trfico. Gran parte de la energase invierte en el metabolismo y se midecomo coloras perdidas en la respiracin.

Pirmides numricas para a) unecosistema de pradera congramineas en la que el nmero deproductores primarios


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productores primarios(gramneas) es grande y b) un

bosque templado en el que unsolo productor primario, unrbol, puede soportar a unnmero grande de herbvoros.

Pirmides de biomasa para:

a. plantas y animales de un campo

G i EEUU b l


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en Georgia, EEUU y b. plancton

del Canal de la Mancha.

Estas pirmides reflejan la masa presenteen un momento dado; de aqu, la

relacin aparentemente paradjica entreel fitoplancton y el zooplancton.

Dado que la tasa de crecimiento de la

poblacin de fitoplancton es mucho msalta que la de la poblacin de

zooplancton, una pequea biomasa defitoplancton puede suministrar alimento

para una biomasa mayor de zooplancton.Al igual que las pirmides de nmeros,

las pirmides de biomasa indican slo lacantidad de material orgnico presente

en un momento; no dan la cantidad totalde material producido o, como hacen laspirmides de energa, la tasa a la cual se

produce.


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FIN

Fabian Concordia Primera 1

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