PARA MIS ALUMNOS DE Primero Medio

La energía es la capacidad de realizar un trabajo y el comportamiento de la misma, la describen las 2 Leyes de la termodinámica: · La primera ley dice que la energía puede transformarse de una clase de energía en otra, pero no puede destruirse. Por ejemplo, la energía de la luz se transforma en energía química, materia orgánica (almidón). La segunda ley dice que al pasar de una forma de energía a otra (Ej. energía luminosa a química), una parte de la energía se pierde en forma de calor. Cualquier cambio de una forma de energía a otra produce pérdidas por calor. De esto se deduce que un ecosistema no puede ser autoabastecido de energía en el corto plazo y que los procesos naturales son irreversibles en cuanto al flujo de energía, es

decir, el flujo de energía sigue una sola dirección en el ecosistema.

Flujo de energía en el ecosistema

¿Qué es la ecología? La ecología es una ciencia encargada de conocer y comprender las relaciones que existen entre los seres vivos y el medio en el que habitan. Esto, porque los seres vivos están en permanente contacto entre sí y con el ambiente físico que hace de hogar y les entrega los recursos necesarios para su supervivencia, tales como agua, alimento, oxígeno, minerales, etc. o les permite descargar los desechos. Los estudios ecológicos están organizados en distintos niveles, en complejidad creciente. Cada nivel se puede estudiar con cierta autonomía y se ordenan de menor a mayor, es decir, que los niveles más pequeños se anidan dentro de los mayores. Esto se conoce como jerarquía ecológica. Todos los niveles de la jerarquía ecológica implican vida y procesos vitales. A continuación, te presentamos la jerarquía ecológica que nos muestra la organización de la Tierra desde sus niveles más bajos (individuos) hasta su totalidad (biosfera):

Vamos a definir Ecosistema y a informarnos de sus características, por ello es necesario que previamente definamos algunos conceptos que utilizaremos. Organismo: ser vivo formado por un conjunto de sistemas, órganos y tejidos posee la capacidad de interactuar con su medio y reproducirse. Forman una estructura material muy organizada y compleja, se relaciona con el ambiente con un intercambio de materia y energía y tiene la capacidad de desempeñar las funciones básicas de la vida que son la nutrición, la relación y la reproducción.

Especie: es un conjunto de individuos que proceden de antecesores comunes y que son capaces de reproducirse entre sí y de dar lugar a una descendencia fértil. Población: Es el conjunto de individuos que pertenecen a una misma especie, que coexisten y están en interacción unos con otros, pudiendo cruzarse entre si. Se define como un conjunto de individuos que tienen la capacidad potencial de cruzarse dejando descendencia fértil. Lo importante es la capacidad potencial de reproducción. Comunidad: (llamada también Biocenosis o comunidad biótica) es un nivel de organización natural que incluye todas las poblaciones de un área dada y en un tiempo dado. La comunidad y el medio ambiente no viviente funcionan juntos como un sistema ecológico o ecosistema.

Ecosistema: comunidad de seres vivos que interaccionan entre sí y con el medio en el que viven. Está formado por los seres vivos (Biocenosis), el medio ambiente físico (Biotopo) y la interacción de los seres vivos entre ellos y su ambiente.

Habitat Lugar donde vive o se encuentra un organismo. Nicho ecológico: es la posición que ocupa una especie dentro de su comunidad y ecosistema. Medio ambiente o ambiente natural: es todo lo que rodea a un ser vivo. Incluye el espacio donde habita, la energía que utiliza, el clima, los minerales, otros seres vivos; en fin, todos los factores involucrados en sus actividades vitales.

Biomas: Regiones terrestres muy grandes Abarcan grandes áreas geográficas. Ej. el desierto. Los biomas incluyen grandes grupos vegetales y las comunidades de animales asociadas a ellos. Allí, los seres vivos están determinados, fundamentalmente, por la temperatura, humedad y en general por el clima que les afecta. Biosfera: comprende todos los lugares de la Tierra en que existe vida: continentes, océanos y mares, además de parte del subsuelo y del aire. Es una delgada capa es equivalente a la cáscara de una manzana en relación a su tamaño

El ecosistema Todos los individuos que pertenecen a una misma especie y habitan en un área determinada forman una población. Por lo general, las poblaciones tampoco viven aisladas. El conjunto de poblaciones que comparten un territorio y establecen relaciones entre sí se denomina comunidad o biocenosis. El territorio ocupado por una biocenosis y que presenta características físicas y climáticas propias se denomina biotopo. Un ecosistema es una comunidad de seres vivos que interaccionan entre sí y con el medio en el que viven. En los ecosistemas hay dos tipos de componentes: los no vivos o abióticos, llamados biotopo es decir, el medio físico (el agua, las rocas,...) y sus características (temperatura del agua, salinidad...), y los vivos o bióticos, llamados biocenosis . El conjunto formado por biocenosis (seres vivos), biotopo (medio físico) que ocupan más las interacciones que se producen entre los organismos y su medio, se llama Ecosistema. Al hablar de ecosistema se hace referencia principalmente a las relaciones que establecen los individuos que comparten la comunidad entre ellos y los factores que forman el biotopo. Nicho ecológico: Es la función que desempeña cada miembro de una comunidad en el ecosistema en el que está integrado (comportamiento, reacciones frente al medio)

Materia y energía en los ecosistemas Los seres vivos necesitan materia y energía para llevar a cabo sus funciones vitales. Materia para formar nuevas células (células hijas) que reemplacen a las preexistentes y energía para activar o poder realizar sus procesos Toda la energía utilizada por los seres vivos proviene del Sol, está energía es consumida(transformada) y ya no volverá a ser utilizada por los seres vivos, por eso se dice que la energía que atraviesa un ecosistema es unidireccional, es decir, fluye en una sola dirección. Desde los productores a los consumidores (en sus diferentes subniveles) y finalmente a los descomponedores. Productores Consumidores Descomponedores La transferencia de materia entre los seres vivos, crea las relaciones alimentarias: Los productores (autótrofos) convierten materia inorgánica en materia orgánica (moléculas formadas por cadenas de átomos de carbono enlazados), que le servirán de alimento o formarán parte de su estructura y ellos servirán de alimento a los consumidores La materia orgánica procedente de restos y de cadáveres de seres vivos es transformada por microorganismos descomponedores en materia inorgánica. Esta materia es consumida por los seres autótrofos. Estos sirven de alimento a los herbívoros y ellos a los carnívoros y cuando cada uno de estos muere, sus restos son de nuevo transformados Autótrofos en materia inorgánica: la materia constituye un ciclo cerrado en el ecosistema.

Un ecosistema es el medio ambiente biológico que consiste en todos los organismos vivos (biocenosis) de un lugar particular, incluyendo también todos los componentes no vivos (biotopo), los componentes físicos del medio ambiente con el cual los organismos interactúan, como el aire, el suelo, el agua y el sol y las interacciones que ocurren. El concepto, tiene en cuenta las complejas interacciones entre los organismos (por ejemplo plantas, animales, bacterias, protistas y hongos) que forman la comunidad (biocenosis) y los flujos de energía y materiales que la atraviesan

Es un sistema ecológico en un área determinada, formado por los seres vivos (elementos bióticos), su ambiente físico (elementos abióticos) y las interacciones que existen entre sí y el medio que los rodea. Todos los seres vivos son los factores bióticos del ecosistema., incluyen plantas, animales, insectos, bacterias, hongos, y todo ser vivo que forme parte del ecosistema. Todos los elementos no vivos dentro de un ecosistema son los factores abióticos. Dentro de los factores abióticos encontramos el aire, agua, rocas, tierra, nieve, lluvia, sol, luz y temperatura.

Ecosistema. Biotopo y Biocenosis

Funcionamiento del ecosistema El ecosistema funciona como un sistema prácticamente cerrado, sin influencias externas (a menos que intervenga el hombre), un buen ejemplo es el de un lago. La energía lumínica procedente del Sol es captada por los productores primarios (autótrofos), quienes transforman la materia inorgánica en materia orgánica, punto de partida de la cadena alimentaria (o red trófica) luego siguen los consumidores en sus diferentes subniveles y finalmente los descomponedores que la vuelven a materia inorgánica ; el ecosistema se equilibra cuando la producción de materia orgánica (biomasa) se mantiene estable (es el punto que se denomina clímax).

Los seres vivos de un ecosistema se alimentan unos de otros. Por ejemplo, los linces y zorros comen conejos y éstos se alimentan de hierba. Los seres vivos que se alimentan unos de otros, forman una cadena, en que unos se alimentan de otros: la cadena alimentaria. El hombre también pertenece a la cadena alimentaria porque se alimenta de animales y plantas.

Las plantas (productores) elaboran su propio alimento a partir de elementos no vivos (materia inorgánica) del ecosistema tales como el agua y las sales minerales de la tierra, la luz del sol y los gases de la atmósfera como el dióxido de carbono; por eso son la base de la cadena alimentaria, luego sigue un herbívoro, animal que se alimenta de plantas (consumidor primario) y luego un carnívoro que se alimenta del herbívoro (consumidor secundario)y luego carnívoros que se alimentan de otros carnívoros (consumidor terciario) y así se forman las cadenas alimentarias. Finalmente todos son degradados o vueltos a materia inorgánica por los hongos y bacterias (descomponedores). Toda la energía proviene del Sol, sin la existencia del Sol las plantas no podrían vivir y por ello tampoco los animales y los hombres que se alimentan de ellas o de otros animales.

Las flechas verticales hacia arriba muestran una Cadena trófica

Las flechas horizontales muestran el Ciclo vital y las diagonales o inclinadas, el destino final

Niveles tróficos del ecosistema El conjunto de seres vivos de un ecosistema que obtienen la materia y la energía de un modo semejante se denomina nivel trófico. Existen los siguientes niveles tróficos: Productores: Son los seres autótrofos, que captan la energía solar y la utilizan para transformar la materia inorgánica en materia orgánica. Consumidores: Son los seres heterótrofos que obtienen la materia y la energía alimentándose de los productores. Existen varios tipos: Consumidores primarios: Herbívoros, se

alimentan directamente de los productores Consumidores secundarios: Carnívoros, se alimentan de los consumidores primarios. Consumidores terciarios: Se nutren de los consumidores secundarios.

Descomponedores: Organismos que convierten materia orgánica en inorgánica. Son las bacterias y los hongos, que descomponen los restos orgánicos de otros seres vivos y los transforman en materia inorgánica, útil para los productores.

Ubica los Niveles Tróficos

Qué nivel trófico falta?

Cadenas tróficas y Redes tróficas Para representar de forma lineal las relaciones alimentarias que se establecen entre los distintos niveles tróficos, se utilizan las cadenas tróficas.

Redes tróficas Normalmente, un consumidor se alimenta de más de una especie del nivel inferior y sirve de alimento a varias especies del nivel superior. Entre las distintas cadenas alimentarias se establecen varias conexiones; por eso, para explicar gráficamente ese complejo entramado de relaciones, en lugar de cadenas es más correcto hablar de redes tróficas.

Cadenas tróficas Se establecen entre los seres vivos de un ecosistema. Se representan mediante esquemas llamados cadenas tróficas. La cadena trófica, es el proceso de transferencia de materia y energía a través de una serie de organismos, en el que cada uno se alimenta del anterior y es alimento del siguiente

Materia orgánica o compuestos orgánicos Los compuestos orgánicos o moléculas orgánicas son aquellas las sustancias químicas que contienen cadenas de carbono, hidrógeno, oxígeno y algunas, nitrógeno, fósforo , azufre y otros elementos. La diferencia entre los compuestos orgánicos y los inorgánicos está dada por la presencia de átomos de carbono unidos entre sí, con enlaces de hidrógeno y oxígeno en el caso de las moléculas orgánicas.

3 formas de la glucosa

La forma A es lineal y las formas B y C son cíclicas

Algunos tipos de Glúcidos

Cadena de átomos de carbono

La cadena puede estar enrollada o cíclica

El petróleo, carbón y la materia orgánica acumulados en el suelo son resultado de épocas en las que se ha devuelto menos CO2 a la atmósfera del que se tomaba. Así aumentó el O2 en la atmósfera. Si hoy consumiéramos todos los combustibles fósiles almacenados, el O2 desaparecería de la atmósfera. Como veremos el ritmo creciente al que estamos devolviendo CO2 a la atmósfera, por la actividad humana, es motivo de preocupación respecto al nivel de Efecto invernadero que puede estar provocando el Calentamiento global y el cambio climático .

Cadena trófica Es el proceso de transferencia de energía y nutrición que se establece entre las distintas especies de un ecosistema. Va desde los productores, pasando por los consumidores, hasta los descomponedores. - Productores o autótrofos: son los seres que fabrican materia orgánica a partir de la inorgánica, es decir, los vegetales: algas, pasto, árboles, que al captar la energía solar y mediante la fotosíntesis, son capaces de transformar las sustancias inorgánicas como el agua y las sales minerales del suelo y el dióxido de carbono en sustancias orgánicas (como azúcares). - Consumidores o heterótrofos: son los que toman la materia orgánica fabricada por otros seres y la transforman en la suya. Los consumidores primarios (herbívoros) son los que se alimentan de los productores y que sirven a su vez de alimento a otros seres, llamados consumidores secundarios (carnívoros) y carnívoros que comen carnívoros. - Descomponedores: los hongos y bacterias son los encargados de hacer desaparecer los cadáveres y los desechos de todo ecosistema. Estos actúan sobre los productores y consumidores muertos, degradándoles la materia orgánica para luego convertirlos nuevamente en materia inorgánica y reiniciar el ciclo.

Productores, Consumidores, Descomponedores

Qué cadenas alimentarias puedes observar? Señala una de 3 eslabones y otra de 4 eslabones

1. La hierba el conejo el zorro

2. La hierba saltamontes gorrión águila

3. La hierba saltamontes mantis sapo serpiente águila

He aquí algunos ejemplos de cadenas alimentarias en un ecosistema, pueden producirse muchas otras e incluso como es habitual se genera toda una red de cadenas a las que se llama Tramas tróficas

Cadenas y Tramas tróficas

He aquí 3 cadenas tróficas tomadas de la red trófica de la diapositiva anterior:

Cada nivel de la cadena se denomina eslabón. En una cadena trófica, cada eslabón obtiene la energía necesaria para la vida del nivel inmediato anterior; y el productor la obtiene del sol. De modo que la energía fluye a través de la cadena. En este flujo de energía se produce una gran pérdida de la misma en cada traspaso de un eslabón a otro, por lo cual un nivel de consumidor alto recibirá menos energía que uno bajo. Dada esta condición de flujo de energía, la longitud de una cadena no va más allá de consumidor terciario o cuaternario. Al Desaparecer un eslabón Desaparecerán con él todos los eslabones siguientes pues se quedarán sin alimento. Se superpoblada el nivel inmediato anterior, pues ya no existe su predador. Se desequilibrarán los niveles más bajos como consecuencia de lo mencionado. Por tales motivos las redes alimentarias o tramas tróficas son más ventajosas que las cadenas aisladas.

Si se altera el equilibrio de la cadena alimentaria de un ecosistema, todos los animales y plantas se ven afectados. Si desaparecen las plantas todos los animales (herbívoros y carnívoros), desaparecen también. Si desaparecen los carnívoros, se produce una abundancia de herbívoros que pueden acabar el alimento disponible y morir. Si desaparecen los herbívoros, también lo harán los carnívoros, ya que se alimentan de ellos.

Qué pasaría si en un ecosistema desaparecieran todos los herbívoros?

La intervención humana provoca este tipo de cambios en los ecosistemas. Ej. La caza de animales herbívoros

Desaparición de niveles tróficos

Qué sabemos de los ecosistemas chilenos?

Pirámides de materia y energía

La cantidad de materia que se encuentra en un ecosistema en un momento dado se llama biomasa. Esta cantidad puede representarse gráficamente por un rectángulo cuyo tamaño es proporcional al valor de la biomasa.

Si representamos toda la biomasa de la red alimentaria de forma gráfica, el resultado es una pirámide trófica. Al pasar de un escalón o nivel trófico al siguiente, una parte de la materia orgánica se pierde, provocando una disminución en la cantidad de biomasa. Esta disminución es el resultado de la materia que gasta cada nivel en fabricar su propia materia y transformarla en energía y calor en el proceso de respiración.

Productores

Consumidores primarios

Consumidores secundarios

Consumidores terciarios

?

•Pirámide de número.- Indica el numero de

individuos que se encuentran en cada nivel trófico

de una cadena alimentaria (A). También pueden

ser invertidas (B), el número de individuos de un

nivel puede ser superior al del nivel inferior.

•Pirámide de energía.-La energía que recibe un nivel es aproximadamente el 10% de la que disponía el Nivel inmediatamente inferior

•Pirámide de biomasa.- Por lo general tiene la

misma forma que su pirámide de energía. La

cantidad de biomasa que existen cada nivel

trófico (C), pueden ser invertidas (D).

Las plantas fabrican su alimento gracias a la materia inorgánica y a la luz del Sol. Los animales comen plantas u otros animales, pero no pueden fabricar su alimento y dependen de las plantas. Las plantas son Autótrofas y los animales Heterótrofos.

La pirámide alimentaria.