Biosfera estructura

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La ecología.
Es la rama de la biología que estudia las relaciones de los seres vivos entre sí y con el medioambiente que los rodea
– La Biosfera es la parte de la tierra que constituyen todos los seres vivos que habitan en ella, se localiza entre la zona inferior de la atmósfera, la hidrosfera y la zona superficial de la geosfera
-El medio ambiente es el entorno de los seres vivos, constituido por todo cuanto los rodea e influye en su vida, ya sean otros seres vivos o las condiciones físicas y químicas del entorno
-Todos los seres vivos de la misma especie que cohabitan en un ecosistema constituyen una población. Dentro de él ocupan un lugar denominado hábitat que reúne las condiciones apropiadas para su supervivencia.
-El ecosistema tiene una extensión limitada, de modo que, al pasar de una otro, existe una zona de transición llamada el ecotono en la que las condiciones son intermedias
1.1 El ecosistema.
Conjunto de seres vivos que se relacionan entre sí y con el lugar en el que se encuentran, en una condiciones ambientales determinadas. Dentro de él se distinguen dos componentes, el biotipo y la biocenosis
-Biotopo. Parte no viva de un ecosistema, formado por el espacio físico que sostiene y envuelve a los seres vivos, y por las condiciones fisicoquímicas de aquel que influyen en estos. Éste incluye el sustrato y el medio.
-Sustrato: Es el soporte en el que se desplazan los organismos. En los ecosistemas terrestres es el suelo y en los ecosistemas acuáticos lo forman el agua y el fondo
-Medio: Es la materia que envuelve a los seres vivos de un ecosistema. Cuando están rodeados de agua el medio es acuático y si los envuelve aire el medio es aéreo
-Biocenosis o comunidad: La parte no viva de un ecosistema, formada por todos los seres vivos integrados en cada una de las poblaciones. Entre ellos se establecen relaciones que condicionan su supervivencia. Su organización puede ser vertical u horizontal
-Estructura vertical: Muestra la estratificación de la comunidad, en los ecosistemas acuáticos existe una zona fótica en la que viven seres fotosintetizadores y los que se alimentan de ellos y una zona afótica, en la que se encuentran los organismos heterótrofos o autótrofos quimiosintetizadores. 
-El ecosistema terrestre presenta estratos arbóreos(individuos de gran port), lianiformes(tallos flexibles y delgdos), arbustivos(pequeño porte) y herbáceos(sin tallos leñosos)


-Estructura horizontal: Muestra la distribución en superficie de los individuos de cada población


-Al azar: Los individuos ocupan el espacio sin seguir un patrón de distribución 
-Uniforme, cada individuo ocupa un área y mantiene una distancia más o menos constante con otros individuos de su misma especie  
-En agregados, los individuos se organizan en grupos de mayor o menor tamaño que hagan posible sueproducción,defensa o migración


2. Factores abióticos


Son aquellas carácterísticas fisicoquímicas del ecosistema que influyen en la presencia, en la distribución y en la abundancia de los seres vivos y por tanto forman parte del ecosistema.

+ Temperatura


Los cambios en la misma afectan a la supervivencia, la reproducción y el desarrollo de huevos y semillas.Algunas especies se adaptan a estos cambios mediante comportamientos como la hibernación, o la búsqueda de sombra y rayos solares.

+ Luz solar. La variación en la intensidad lumínica no ocurre del mismo modo en el aire (cambia poco) que en el agua (disminuye al aumentar la profundidad). Los cambios en la duración del día y la noche, regulan los hábitos migratorios de muchas aves y el proceso

De puesta de huevos


+ Humedad


Afecta solo al medio aéreo, la variación de la humedad depende del ciclo hidrológico.Cuando la humedad es baja, los animales evitan la deshidratación refugiándose en la sombra o bajo tierra, mientras que las plantas usan hojas de menor tamaño.

+ Composición química del medio


En el medio aéreo, la concentración de gases es constante, mientras que en el acuático, varía según la profundidad.En las zonas profundas la concentración de oxígeno es muy baja, por lo que las especies que habitan en esos lugares no usan ese gas en su metabolismo

+ Composición/Estructura del sustrato


En el medio acuático, está poco modificado, formado por la roca madre/sedimentos acarreados por otros agentes geológicos, mientras que en el medio aéreo, el suelo tiene un sustrato diferente y sirve como sustento a los seres vivos.

Tanto la ausencia como la presencia de sales minerales determinan la existencia de unas especies u otras

+ Densidad


Debido a los componentes mayoritarios que se encuentran en un medio y en otro, la densidad de estos varía mucho. Por eso los seres vivos del medio terrestre tienen una estructura de sostén y los seres vivos que habitan en el medio acuático tienen el cuerpo con forma de huso, que les permite poder desplazarse por un medio tan denso.


Factores bióticos


Son aquellos que influyen en la distribución y en la abundancia de los seres vivos, debido a sus relaciones con otros individuos

– Relaciones intraespecíficas. Son aquellas relaciones que se dan entre individuos de la misma especie

Relaciones de competencia: Se producen cuando los individuos de una población rivalizan por un privilegio


-Territorial: Impide que varios individuos de una misma especie ocupen un mismo territorio, para evitar el agotamiento de recursos.

-Social: Reduce las agresiones entre individuos de la misma especie mediante el establecimiento de un orden jerárquico.

-Reproductiva: Evita que los individuos más débiles y con carácterísticas genéticas desfavorables tengan descendencia

Relaciones de asociación: Tienen lugar cuando los individuos de una población segunda para tener beneficios mutuos


-Familiar: Los progenitores y descendientes de una población se ayudan en el cuidado de las crías y para conseguir el alimento necesario para todos. 

-Gregaria: Es una asociación temporal que se realiza para llevar a cabo un fin determinado, ya sea la defensa, la búsqueda de alimentos o la migración. 

-Estatal: Es permanente y con división del trabajo. La realizan individuos entre los cuáles existen grandes diferencias morfológicas y funcionales

-Relaciones interespecíficas. Son aquellas relaciones que se dan entre individuos de diferente especie

-Ambas especies resultan beneficiadas:

-Mutualismo. Es una relación no permanente, una especie obtiene protección de la otra a cambio de sus restos de comida -Simbiosis. Es una relación permanente entre 2 especies

Solo una especie resulta beneficiada:


-Comensalismo. Una especie obtiene beneficio de otra, a la cual no beneficia ni perjudica -Depredación. Una especie obtiene beneficio de la otra causándole un perjuicio, como ejemplo tenemos la depredación y el parasitismo

Ninguna especie resulta beneficiada:


-Amensalismo. Se produce cuando los seres vivos de una especie perjudican a los de la otra, sin obtener beneficio -Competencia. Las dos especies sufren perjuicios porque luchan por idénticos recursos, normalmente el alimento, en el mismo hábitat


3. El funcionamiento de los ecosistemas


Un ecosistema necesita materia y energía para funcionar. La materia se utiliza en el ecosistema para mantener su estructura y la energía se emplea en su funcionamiento.


– Flujo cíclico de la materia:

Los productores convierten la materia inorgánica del biotopo en materia orgánica de la biocenosis. La materia orgánica es devuelta al biotopo como materia inorgánica mediante su descomposición


– Flujo unidireccional de la energía:

La energía lumínica se almacena en forma de energía química en la materia viva mediante la fotosíntesis. Esta energía se usa en la realización de las funciones vitales, aunque una parte de ella se pierde en forma de calor

Los productores


Son seres vivos autótrofos, constituyen la vía de entrada de la materia y energía de ecosistemas. Elaboran moléculas orgánicas a partir de materia inorgánica, para conseguirlo, utilizan la energía procedente del Sol o de la oxidación de compuestos inorgánicos, algunos ejemplos son las plantas verdes y algunas bacterias

Los consumidores


Son seres vivos heterótrofos que no elaboran su propia materia orgánica, por los que se alimentan de otros para conseguirla. Esta materia orgánica incorporada les proporciona la energía necesaria para mantener y desarrollar su estructura

-Consumidores primarios. Animales herbívoros que se alimentan de productores, un ejemplo el ratón

-Consumidores secundarios. Se alimentan de consumidores primarios, un ejemplo la culebra

-Consumidores finales: Animales que se alimentan de otros consumidores, un ejemplo el ágüila

Descomponedores


Son organismos heterótrofos que obtienen sus nutrientes mediante la descomposición de cadáveres y restos orgánicos de cualquier nivel trófico, éstos transforman las moléculas orgánicas que formaron parte de los seres vivos en moléculas inorgánicas, que los productores reutilizan de nuevo.


4. Las relaciones tróficas


La transferencia de materia y energía en los ecosistemas se realiza mediante relaciones tróficas, en las que unos organismos se alimentan de otros antes de ser comidos. Éstas son representaciones que sirven para visualizar los flujos

Energéticos y de materia entre los diferentes niveles tróficos

Cadena trófica


Secuencia lineal de relaciones alimentarias entre los seres vivos de un ecosistema. En estas representaciones, el sentido de las transferencias de materia y energía se muestra mediante flechas.Cada flecha une un elemento con el siguiente e indica el sentido de la transferencia. Las cadenas tróficas están entrelazadas en el ecosistema, en el complejo entramado de las relaciones alimentarias cada especie es un nudo que recibe materia y energía de varias fuentes, y la transmite a otra. Es difícil encontrar un herbívoro que se alimente de una sola planta y que tenga un solo depredador, además una misma especie puede ocupar más de un nivel trófico. Cada especie es un nudo recibe materia de varias fuentes y las transmite a otras

Red trófica. Conjunto de relaciones alimentarias que se establecen entre los organismos de una biocenosis


Las especies generalistas utilizan recursos abundantes y de distintos tipos, según las zonas o la época del año. Estas especies suelen ser más comunes y abundantes que las especies especialistas, que requieren recursos muy específicos. Cada especie o población tiene una estrategia de supervivencia que contempla la forma de alimentarse y evitar ser comida. Esto, junto con el espacio físico que ocupa, constituye su nicho ecológico (Una especie puede ocupar distintos nichos ecológicos en diferentes ecosistemas, en función del alimento disponible, las especies competidoras o las condiciones físicas de su hábitat


5. Las pirámides tróficas


Son representaciones gráficas que permiten estudiar y comparar los diferentes niveles tróficos de un ecosistema, éstas adoptan forma de pirámide (en la base se representa el nivel de los productores, sobre esta se sitúa el de los consumidores primarios, a continuación el de los consumidores secundarios y en el vértice están los consumidores finales)

Pirámides de números


Representan el número de individuos de cada nivel trófico. Pueden ser invertidas cuando son más estrechas en su base

Pirámides de biomasa


Representan la cantidad de materia orgánica por unidad de superficie(g/m2) o de volumen(g/m3) presente en cada nivel trófico. Pueden ser invertidas cuando los consumidores primarios se reproducen rápidamente

Pirámides de energía


Representan la cantidad de energía disponible en cada nivel trófico. Nunca son invertidas porque la energía que pasa al nivel superior no puede ser mayor que la energía de la que se dispone en el nivel inferior


6. Los ciclos biogeoquímicos


Los elementos químicos mayoritarios en los seres vivos se denominan bioelementos primarios, y su obtención del biotopo es esencial para los seres vivos. Éstos se encuentran distribuidos en cuatro compartimentos y circulan de unos a otros según algunos procesos:

1. Asimilación. Los seres vivos incorporan los bioelementos a su estructura

2. Desasimilación. Los bioelementos son devueltos al biotopo

3. Depósito. Los bioelementos se acumulan en las cuencas de sedimentación

4. Sedimentación. Los elementos son retirados del biotopo

5. Litificación. Los sedimentos se transforman en rocas

6. Erosión. Al desgastarse las rocas los bioelementos se incorporan al biotopo

Un ciclo biogeoquímicos describe el recorrido que sigue un bioelemento al circular desde las capas superficiales de la Tierra hasta la biosfera, y viceversa. Se pueden clasificar en dos modalidades.

-Gaseosos. El reservorio principal del bioelemento se encuentra en la atmósfera o en disolución en la hidrosfera. Su circulación es rápida ya que siempre están a disposición de los seres vivos. Forman parte de esta categoría los ciclos del carbono y del hidrógeno.

-Sedimentarios. Son aquellos cuyo reservorio principal está en la litosfera. Su circulación es lenta. Forma parte de esta categoría el ciclo del fósforo

El ciclo del carbono. Etapas


1- Fotosíntesis. Los organismos autótrofos son capaces de fijar el dióxido de carbono presente en la atmósfera o disuelto en el agua, al hacerlo, producen moléculas orgánicas que se pueden incorporar a los organismos heterótrofos mediante la ingesta de alimentos.

2- Respiración. Tanto los seres autótrofos como los heterótrofos utilizan las moléculas orgánicas sintetizadas mediante la fotosíntesis con la finalidad de obtener energía en la respiración celular, en este proceso liberan dióxido de carbono al medio.

3- Incorporación del carbono inorgánico. Algunos organismos acuáticos usan el dióxido de carbono disuelto en el agua para formar sus caparazones, al morir, estos se depositan en las cuencas de sedimentación, donde pueden incorporarse al ciclo de las rocas.

4- Fermentación. Los microorganismos heterótrofos anaeróbicos descomponen la materia orgánica en ausencia de oxígeno, y producen dióxido de carbono y otras moléculas orgánicas, como ácidos y alcohol.

5- Combustión. Las rocas organógenas acumuladas en los yacimientos durante millones de años, liberan dióxido de carbono a la atmósfera tras su combustión, que el ser humano realiza deliberadamente.


El ciclo del nitrógeno. Etapas:


– Fijación. El nitrógeno atmosférico se transforma en compuestos útiles para los seres vivos. Puede ser: Atmosférica. La energía de las tormentas favorece la formación de compuestos nitrogenados. Industrial. La fabricación industrial de fertilizantes produce amonio y nitrato.

Biológica. Algunas bacterias incorporan el nitrógeno atmosférico a las proteínas

– Nitrificación. Las bacterias del suelo transforman el ion amonio en nitrato (necesario para su incorporación a las plantas)

– Asimilación. El nitrógeno inorgánico se incorpora a los aminoácidos y a otras moléculas orgánicas nitrogenadas

– Amonificación. Los hongos y las bacterias liberan el nitrógeno de la materia orgánica depositada en el suelo para su reutilización.

– Desnitrificación. Algunos microorganismos anaeróbicos obtienen energía del nitrato del suelo y lo transforman en nitrógeno atmosférico

El ciclo del fósforo. Etapas:


– Reserva. El fósforo se encuentra en las rocas sedimentarias, cuya erosión libera fosfatos que se incorporan a ríos y mares

– Asimilación. El plancton y las plantas incorporan el fósforo a las cadenas tróficas

– Reutilización. El fósforo vuelve a la atmósfera a través de depósitos de guano (Las aves marinas depositan en tierra sus deposiciones, ricas en fósforo) o a través de restos orgánicos y esqueletos (Los fotosintetizadores reutilizan los restos de los seres vivos)

El ciclo del azufre

– Reserva. El azufre se encuentra almacenado en las rocas sedimentarias, las erupciones volcánicas lo liberan a la atmósfera

– Sulfatos. El dióxido de azufre atmosférico precipita con la lluvia y forma sulfato

– Asimilación. Las plantas incorporan el sulfato a sus proteínas

– Descomposición. Las bacterias y hongos descomponen la materia orgánica

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