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Resumen ecología general: Vida y energía: La Materia es todo aquello que tiene masa y ocupa espacio. La Energía es la capacidad de realizar trabajo. Se manifiesta de diferentes formas (eléctrica, radiante, química, nuclear, etc.) La disciplina que estudia las transformaciones de energía y cómo ésta puede convertirse en trabajo es la termodinámica. Tipos de sistemas termodinámicos: – Aislados: no intercambian materia ni energía con su entorno (ej.: el termo perfecto). – Cerrados: no intercambian materia pero sí energía con su entorno (ej.: un termo real). – Abiertos: intercambian materia y energía con su entorno (ej.: un mate cebado). 1er principio de la termodinámica o ley de conservación de la energía: La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma. - Encender fuego: la energía química se transforma en energía lumínica y energía térmica. - Dejar caer un objeto: la energía potencial (asociada a la posición), se transforma en energía cinética (movimiento). 2do principio de la termodinámica o ley de la degradación de la energía: En las transformaciones de energía, una parte siempre se pierde como calor. Es decir, que ningún proceso es 100% eficiente. La energía se conserva cuantitativamente (su valor numérico es el mismo antes y después de que haya ocurrido una transformación energética), pero no se conserva cualitativamente, es decir, se degrada (tras cada transformación que se produce va perdiendo calidad para ser utilizada). Heterótrofos: Son organismos que incorporan moléculas orgánicas del ambiente exterior, las que degradan para obtener energía y componentes para su estructura. Autótrofos: Son organismos capaces de sintetizar moléculas orgánicas ricas en energía a partir de sustancias inorgánicas simples y no requieren moléculas orgánicas del exterior. La fotosíntesis utiliza la energía de la luz para sintetizar moléculas ricas en energía, a partir de compuestos simples como el CO2 y H2O. Proceso donde la energía lumínica se transforma en energía química. Factores que definen y limitan la Producción Primaria: Externos: • Intensidad lumínica • Concentración de CO2 • Temperatura • Concentración de O2 • Nutrientes • Humedad Internos: • Mecanismo de asimilación del CO2 • Contenido de clorofila • Concentración relativa de otros pigmentos • Área foliar • Edad de la hoja. Senescencia Simon Borsini MocaWeb.ar El aumento del CO2 incrementa el rendimiento de la fotosíntesis hasta llegar a estabilizarse. Los organismos autótrofos tienen clorofila en los cloroplastos de sus células, allí ocurre la fotosíntesis, que es el proceso por el cual fabrican su alimento, transformando energía lumínica en química. La ecuación de la fotosíntesis es: 6 CO2 + 6 H2O + Energia --------- C6 H12 O6 + 6O2 Etapa lumínica: Las moléculas de clorofila capturan la energía lumínica que se convierte en energía química. Etapa independiente de la luz: La energía obtenida en la etapa anterior es utilizada en la formación de glucosa a partir de CO2. Todos o casi todos los seres vivos dependen directa o indirectamente este proceso para la obtención de sustancias orgánicas y energía. A partir del aporte de O2 por la fotosíntesis de los seres autótrofos primitivos, se transformó la atmósfera de la Tierra e hizo posible la vida de organismos heterótrofos aeróbicos. La respiración es una reacción de combustión u oxidación que ocurre en las mitocondrias de todos los seres vivos (autótrofos y heterótrofos) para la obtención de energía. Su fórmula es la siguiente: C6H12O6 + 6 O2 -------- 6 CO2 + 6 H2O + energía (686 kcal/mol) Por cada molécula de glucosa se producen 38 moléculas de ATP. Si comparamos la fotosíntesis con la respiración…. La fotosíntesis es un proceso anabólico (de síntesis) y endergónico (requiere energía). La respiración es un proceso catabólico (de degradación) y exergónico (libera energía). Ambos procesos son complementarios en la naturaleza. La fotosíntesis ocurre en los cloroplastos, mientras la respiración celular ocurre en las mitocondrias. PN = PB – R ECOSISTEMAS: PRODUCTORES: Organismos que elaboran materia orgánica a partir de materiales inorgánicos. CONSUMIDORES: Organismos que consumen materia orgánica. Descomponedores: Organismos que consumen materia orgánica y producen nutrientes inorgánicos. La materia se recicla en los ecosistemas, el ciclo se inicia en los productores y se cierra con los descomponedores. Un ecosistema es un conjunto de productores, descomponedores, herbívoros, carnívoros, materia orgánica muerta y el ambiente físico y químico en el que se encuentran. La comunidad es el conjunto de poblaciones del ecosistema, que coexisten en el espacio y en el tiempo e interactúan. Estructura del ecosistema: Niveles tróficos: productores, consumidores, detritívoros y descomponedores (que componen una red trófica) Riqueza (S): número de especies Diversidad: relaciona la riqueza de especies y sus abundancies Biomasa (B): Cantidad de materia viva por unidad de espacio Equitatividad: distribución de las abundancies relativas Abundancias relativas: cuáles son proporciones de las especies presentes PB = PN + R Producción primaria bruta: suma de la fotosíntesis producida por todos los autótrofos de un ecosistema. Producción primaria neta: ganancia neta de carbono por los vegetales Producción neta del ecosistema: PNE = PPB – (la suma de toda la respiración de todos los niveles tróficos) IMPORTANTE Cociente PB / R: Expresa cuánto de la energía que ingresa al ecosistema se utiliza en mantenimiento. Tasa de renovación = PN / B: Expresa cuánto de la energía que NO se utiliza en mantenimiento se usa en renovar la B por unidad de tiempo. Tiempo de renovación = B / PN: Expresa en cuántas unidades de tiempo se renueva toda la B. Una especie es un conjunto de individuos Inter fértiles. Índices de diversidad: pi = ni / N total Índice de Simpson (ID) = 1 - pi2 Equitatividad = ID / IDmáx ID máx = 1- (1/S) LA SUCESION ECOLOGICA: El concepto de sucesión es el cambio ordenado y unidireccional de una comunidad, culminando en un estado maduro o clímax. En este proceso de cambio hay una sustitución de especies. Puede ocurrir por causas naturales (aludes, erupciones volcánicas) o antropogénicas (utilización de tierras para cultivos, incendios). Etapas de sucesión: Etapas iniciales o de constitución: Especies pioneras, oportunistas o colonizadoras, (estrategas de la r). Etapas intermedias o de maduración: Reemplazo gradual de especies generalistas por especialistas. Etapa final o de clímax: Especies especialistas en el uso de recursos y con baja tasa de reproducción. (estrategas de la k) Tipos de sucesión: Primaria: progresión a partir de la aparición de un sustrato intacto o no colonizado previamente. Secundaria: progresión a partir de la disponibilidad de un sustrato previamente colonizado. Autótrofa: Generación de un nuevo hábitat luego de la apertura de un área por alguna perturbación que luego es invadida por productores. Heterótrofa: La energía proviene de uno o más pulsos de materia orgánica que luego se descompone. Cuando esta energía se acaba cesa también la sucesión. En todos los ecosistemas y sucesiones se cumplen las siguientes tendencias en el tiempo: - Aumenta la complejidad del ecosistema: más especies y más ejemplares. - Se incrementa el peso y el volumen de sus organismos (su biomasa). - La respiración se iguala (o casi) a la producción - Se perfeccionan los mecanismos de autocontrol que impiden la desaparición de especies. - Los organismos aprovechan mejor los recursos del medio. - El ecosistema se hace más resistente a los cambios. Teoría clásica: monoclímax -Toda sucesión eventualmente converge en una sola formación clímax en armonía con el clima (Clementsiana) Teoría del Policlímax: Bajo un mismo clima pueden existir varias formaciones que alcancen una etapa clímax POBLACIONES:Una población es un conjunto de individuos pertenecientes a la misma especie, que ocupan un área determinada y en un mismo período de tiempo y entre los cuales es importante el intercambio de información genética. Podemos describir una población… En el tiempo parámetros estructurales: Tamaño poblacional= Define el tamaño de una población. Número de individuos de la población. Densidad poblacional = es el número de individuos por unidad de área (por Km2, Ha o m2 ) o volumen (m3 ). Distribución = describe su ubicación espacial, el área sobre la que se encuentra. Se basa en la presencia y ausencia de individuos Estructura de edades = Proporción de individuos en diferentes clases de edad. Es una representación gráfica de la población donde se combinan abundancia, sexo y edad. En el espacio parámetros funcionales: Natalidad= Nº de individuos nacidos por unidad de tiempo Mortalidad= Nº de individuos muertos por unidad de tiempo Crecimiento poblacional = Este crecimiento depende de la tasa a la que los nuevos individuos se introducen en la población a través de los procesos de nacimiento e inmigración y la tasa en la que los individuos dejan la población a través de los procesos de la muerte y emigración. Balance entre natalidad y mortalidad Crecimiento poblacional = (Nacimientos + Inmigraciones) - (Muertes + Emigraciones). Curvas de supervivencia = Representación de los individuos vivos a una cierta edad, en función del tiempo o edad. Modelo de crecimiento exponencial: Nt = N0 * e r.t La velocidad de crecimiento es directamente proporcional a N. La tasa de crecimiento (r) es constante. 𝒅𝑵 𝒅𝑻 = 𝒓 ∗ 𝑵 • Todos los individuos son iguales • Distribución estable de edades • El ambiente es constante • Los recursos son ilimitados • La natalidad y la mortalidad no varían en el tiempo Crecimiento poblacional logístico: 𝒅𝑵 𝒅𝑻 = 𝒓 ∗ 𝑵 ∗ (𝑲 − 𝑵 / K) • Todos los individuos son iguales • Distribución estable de edades • El ambiente no es constante • Los recursos son limitados • Natalidad y mortalidad no varían en el tiempo • La densidad poblacional afecta la tasa de crecimiento en forma instantánea y lineal Factor densodependiente: Dependen de la densidad poblacional Factor densoindependiente: No dependen de la densidad poblacional Selección r y k: r: serán favorecidos en ambientes inestables, alta inversión reproductiva. K: favorecidos en ambientes predecibles, cuando el tamaño poblacional es grande, alta inversión en la supervivencia. Nicho ecológico: Hutchinson: Hiperespacio n dimensional en el que una población sobrevive y se reproduce exitosamente, donde cada dimensión del nicho es alguna condición del ambiente que afecta a la población. Principio de exclusión competitiva: Dos especies con idéntico nicho no pueden coexistir. Competencia y nicho: Recursos como por ejemplo la humedad del suelo, abundancia de nutrientes, pH o salinidad del agua, etc. Nicho fundamental o ideal = precompetitivo Nicho realizado o real = postcompetitivo La competencia es interacción entre dos o más poblaciones por un recurso común y limitado, conducente a la disminución de la supervivencia, el crecimiento, o la reproducción de los individuos competidores. Las especies competidoras sí pueden coexistir cuando algún factor reduce los tamaños poblacionales: - competencia intraespecífica - disturbios - depredadores - ambiente heterogéneo - ambiente cambiante temporalmente Depredación: • La población de depredadores depende absolutamente de las presas. • El comportamiento del sistema depende de la densidad de ambas poblaciones. • Cuando los miembros de una población se alimentan de los de otra población, no siempre significa la muerte de la presa. • Es una relación direccional en la que el depredador se beneficia de la asociación mientras que la presa no. Esencialmente tres tipos de depredadores: • Herbívoros • Carnívoros • Parásitos
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