LA ENERGÍA EN LOS SISTEMAS ECOLÓGICOS 2ª PARTE. Dr. Oscar Skewes

Transcripción

1 LA ENERGÍA EN LOS SISTEMAS ECOLÓGICOS 2ª PARTE Dr. Oscar Skewes

2 Objetivos de la clase 1. Fotosíntesis, radiación, eficiencia 2. Productividad 3. Cadenas y redes tróficas, ciclos elementales

3 ENERGÍA Y FOTOSINTESIS Las plantas capturan la energía solar a través del proceso de la fotosíntesis, combinando CO2 y agua para formar carbohidratos y oxígeno, según: CO2 + H2O + aprox. 8 fotones = CH2O + O2

4 La radiación que penetra a través de atmósfera el 65 a 70% al mediodía y despejado. Sólo se absorbe aprox. el 50% de la E radiante total Apenas el 5% (10% de la absorbida) se convierte en FOTOSÍNTESIS BRUTA en las condiciones más favorables. La respiración vegetal rebaja entre un 20% a 50% de la cantidad de alimento disponible para los heterótrofos. ENERGÍA Y FOTOSINTESIS

5 Radiación Activa Fotosintética (RAFO) Los pigmentos absorben más intensamente la luz cerca del rojo y azul del espectro visible, aunque también absorben pero en menor cantidad longitudes de onda intermedias. Radiación capaz de situar los principales procesos de la fotosíntesis en el intervalo de longitudes de onda de nm. Aproximadamente la mitad de la energía radiante que llega a la superficie de la tierra, cae fuera de este rango y no puede ser usada.

6 Disipación de E al entrar a a la biosfera CIRCUNSTANCIA PORCENTAJE Reflejada 30% Conversión directa en calor Evaporación, precipitación 46% 23% Viento, olas, corrientes 0,2% FOTOSÍNTESIS 0,8%

7 ENERGÍA Y FOTOSINTESIS La energía radiante es convertida en la fotosíntesis en carbohidratos ricos en energía los que serán degradados en la respiración Si la energía radiante no es capturada y fijada en el instante en que cae sobre una hoja se pierde irremediablemente. La energía ha sido fijada por fotosíntesis pasa una vez por el mundo. Esto en completo contraste con un átomo de nitrógeno o de carbono o una molécula de agua

8 RESPIRACION DE CARBOHIDRATOS CH2O + O2 = CO2 + H2O kj Son liberados 468 kj producto de la oxidación de un mol de CH2O

9 RESPIRACIÓN V/S FOTOSINTESIS Mientras la fotosíntesis captura la energía del sol en etapas, la respiración libera esta energía de nuevo, haciendo con ello posible el proceso de la vida. Que es en esencia el reverso de la fotosíntesis.

10 resumen fotosíntesis eficiencia

11 PRODUCTIVIDAD Cadenas, Redes y Niveles Tróficos Productividad/Producción Subsidios energéticos

12 Productividad/Producción Productividad: Índice potencial de incorporación o generación de E o materia orgánica por parte de un individuo, población o unidad trófica, por unidad de tiempo por u. vol. o área, índice de fijación de carbono Producción (P) : Producción total, índice real de incorporación de E o materia orgánica por parte de un individuo, población o unidad trófica, por unidad de área o volumen.

13 Producción primaria Def: la asimilación de materia orgánica por parte de autótrofos.

14 Producción primaria global

15 Producción primaria oceánica global

16 Producción primaria neta global por tipo de bioma

17 Porcentaje de transferencias de energía y productividad primaria Situación 1 Energía solar 2 Absorb. x autótr. 3 Pr. Prim. Br. 4 Pr.prim. neta Máxima Favorable media Prom. biósfera ,5 100 <50 0,2 0,1

18 Producción primaria bruta PPB: la asimilación total de materia orgánica por parte de un individuo o población autotrófica por una u. de tiempo, u. de área o de volumen; también tasa fotosintética global o fotosíntesis total.

19 Producción primaria neta PPN: la asimilación total de materia orgánica por parte de un individuo o población autotrófica por u. de área o de volumen, menos la consumida por los procesos catabólicos de respiración.

20 Producción secundaria Def.: la asimilación de materia orgánica por parte de un consumidor primario. Producción secundaria bruta y neta: ídem primaria pero intervienen consumidores.

21 Producción secundaria de un herbívoro

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23 Producción neta de la comunidad Cantidad de materia orgánica formada por la vegetación que cubre un área determinada; prod. primaria expresada en ton. mat. orgánica seca por hectárea de tierra cubierta o en gr/m2. Es decir la prod. primaria neta menos lo consumido por los heterótrofos, durante período en cuestión.

24 resumen Productividad ecosistemas Productividad primaria Productividad secundaria...neta de la comunidad

25 Cadenas, Redes y Niveles Tróficos

26 Cadena trófica (alimentaria) Fundamentalmente se refiere a la transferencia de E en forma de alimento, desde su fuente en los Autótrofos y a través de una serie de organismos que consumen y son consumidos. ó Flujo de E y Materiales provenientes del aire, suelo y sol que es captado por los autótrofos (prod. primarios) y que luego pasa por uno o más niveles de heterótrofos.

27 CADENA TROFICA

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29 Flujo de Energía y Materia Flujo de Materia: corresponde a transferencia de tejidos y de moléculas Flujo de E: refiere a que algunas de las moléculas ingeridas por los herbívoros son oxidadas hasta H 2 O y CO 2 y de esta oxidación se obtiene la E para el trabajo metabólico y la actividad general de los consumidores.

30 Flujo de energía en una cadena alimenticia

31 Flujo de Energía y Materia En cada transferencia se pierde una proporción (ca. 80 a 90%) de E potencial que se convierte en calor. El paso de materiales desde los productores primarios a los herbívoros forma parte de lo que se llama flujo de Materia y E.

32 CICLO DEL CARBONO

33 CICLO DEL NITROGENO

34 CICLO DEL FOSFORO

35 Subsidios energéticos Subsidio de E o flujo de E auxiliar : E externa introducida en un sistema que reduce la cantidad de E requerida para el mantenimiento de ese sistema. Fardos de alfalfa

36 Niveles tróficos Sucesión de pasos en una cadena alimenticia o pirámide alimenticia, desde el productor hasta los consumidores primarios, secundario y terciario.

37 Red Trófica Conjunto de cadenas tróficas entrelazadas. Primera red trófica directamente ligada a productores primarios y 2ª Red que consume y aprovecha los desechos y materia muerta. La 2ª red es fundamental para el reciclaje de los materiales.

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39 Pirámide alimentaria: Representación gráfica de las relaciones alimentarias de una comunidad, expresada cuantitativamente como números; masa o energía total en cada nivel trófico, siendo los productores los que forman la base de la pirámide y los niveles sucesivos representan a los consumidores de niveles tróficos más altos; pirámide ecológica.

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42 Límite o techo productividad máxima La productividad promedio del eslabón n pone un límite a la productividad máxima de organismos en todos los eslabones tróficos superiores (n +1, n +2...) de la cadena trófica. Razones pérdida Energética Eficiencia < 100% ( 2ª Ley Termodinámica) ; gastos mantención; calidad del producto nivel trófico anterior (tóxicos, digeribles, excretables etc.).

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