Flujo de energía y nutrientes en los ecosistemas
ITI. FRANCISCO JOSE DE CALDAS
CIENCIAS NATURALES Y EDUCACION AMBIENTAL
CIENCIAS GRADO SEPTIMO
DOCENTE: WILSON MONTANA
Competencia:
COMPRENDER LOS FACTORES QUE DETERMINAN LA DISTRIBUCIÓN DE LOS ECOSISTEMAS TERRESTRES, INTERPRETANDO QUE EN LA NATURALEZA LA MATERIA CIRCULA Y LA ENERGÍA FLUYE ENTRE LOS SERES VIVOS DONDE SE EVIDENCIAN LOS EFECTOS DE LA INTERVENCIÓN HUMANA EN EL MEDIOAMBIENTE
EJERCICIO: Completa el siguiente mapa conceptual.
Flujo de energía y nutrientes en los ecosistemas
Gracias a las interacciones que se establecen entre los diferentes organismos y el medio ambiente, la energía y los nutrientes fluyen a través de los ecosistemas. La energía solar entra a los ecosistemas a través de los organismos fotosintetizadores y es incorporada a las comunidades a medida que unos organismos se alimentan de otros. Parte de ella es liberada nuevamente al ambiente en forma de calor .
A. Estructura trófica de los ecosistemas En los ecosistemas hay organismos autótrofos o productores, y organismos heterótrofos que se dividen a su vez en consumidores y descomponedores. Estos se ubican en niveles tróficos, donde las especies de los niveles tróficos superiores se alimentan de las que se encuentran en los niveles inferiores
Los productores constituyen el primer nivel trófico. Se encargan de transformar la energía solar en moléculas orgánicas ricas en energía, como los carbohidratos y los lípidos, que sirven de alimento al resto de seres vivos. En los ecosistemas acuáticos, los principales productores son las algas; en los ecosistemas terrestres, los principales productores son las plantas. La cantidad de energía solar que los productores convierten en biomasa, es decir, en materia orgánica, se conoce como producción primaria
Los consumidores son aquellos organismos que deben alimentarse de otros para obtener energía y nutrientes. Los consumidores se clasifican como herbívoros o consumidores primarios, si se alimentan de material vegetal; como consumidores secundarios, si se alimentan de herbívoros, y como consumidores terciarios, si se alimentan de consumidores secundarios.
Los descomponedores, principalmente las bacterias y los hongos, constituyen el enlace entre el mundo de lo inorgánico y el mundo de los seres vivientes. Los descomponedores rompen la materia orgánica y la transforman en sustancias inorgánicas que pueden ser utilizadas por los productores. Estas se almacenan en el suelo, el aire y el agua, y son absorbidas y usadas por las plantas y otros productores para sintetizar sus tejidos y moléculas orgánicas.
Las pirámides, las cadenas y las redes tróficas Cuando un organismo se come a otro, no almacena toda su energía, ya que durante la respiración, gran parte de la energía se libera al ambiente en forma de calor. Así, los herbívoros sólo almacenan en sus tejidos cerca del 10% de la energía que contienen las plantas que consumen. Igualmente, cuando los carnívoros se alimentan de un herbívoro, sólo almacenan una pequeña fracción de esta. Así, la energía en forma de biomasa disminuye a medida que se pasa de un nivel trófico a otro.
Las pirámides alimenticias reflejan el número de individuos o de biomasa presente en cada nivel trófico. Debido a que la energía disminuye cada vez que un organismo se come a otro, la biomasa en los niveles tróficos superiores disminuye. En los ecosistemas, los organismos más abundantes son los productores, que forman la base de las pirámides alimenticias; los menos abundantes son los grandes depredadores, como los cocodrilos, los tigres y las águilas, que se encuentran en el vértice de la pirámide.
Las cadenas tróficas reflejan la transferencia de energía desde las plantas y los otros organismos fotosintéticos hacia los consumidores y los descomponedores. Debido a que los organismos sólo pueden almacenar una proporción pequeña de la energía de los alimentos que consumen, la longitud de las cadenas tróficas generalmente se restringe a cuatro o cinco eslabones. El primer eslabón lo constituyen los productores, el segundo los herbívoros, el tercero los consumidores secundarios y así sucesivamente hasta llegar a los últimos consumidores de la cadena. Igualmente, las fluctuaciones en los niveles tróficos inferiores se multiplican en los niveles tróficos superiores. Así, los depredadores de los últimos niveles se ven más afectados por eventos ambientales como los inviernos y las sequías, que reducen la cantidad de alimento desde los productores hacia arriba de la cadena alimenticia.
Las redes tróficas Las cadenas tróficas no se encuentran aisladas sino que se relacionan unas con otras para formar redes tróficas.
Según estas pirámides, ¿se necesitan más kg de maíz para alimentar a una población de seres humanos si esta lo consume directamente, o si primero lo consume el ganado?
a) ¿En el esquema se representa a una cadena trófica o a una red alimenticia? Explica. b) Escoge dos animales que hagan parte de dos cadenas tróficas diferentes. Señala con líneas de colores diferentes las cadenas. ¿Ocupa cada animal el mismo nivel en ambas cadenas? ¿Por qué?
El gráfico representa el número de kilogramos de forraje y grano (biomasa) necesarios para conseguir un kilogramo de diferentes productos animales. a) ¿Cuántos kilogramos de forraje y grano hacen falta para obtener 1 kg de carne de vaca? ¿En qué ha utilizado la vaca el resto de alimento ingerido? b) Qué organismo requiere menos consumo de forraje y granos: ¿la vaca o el pollo? ¿Por qué crees que sucede esto?
FLUJO DE NUTRIENTES EN LOS ECOSISTEMAS
A diferencia de la energía solar, que es prácticamente inagotable, los nutrientes se encuentran en cantidades limitadas en la Tierra. Por esto deben ser reciclados y reutilizados constantemente por los organismos.
Ciclos biogeoquímicos Gracias a las interacciones que se presentan dentro de los ecosistemas, los nutrientes se mueven cíclicamente entre los organismos y el medio ambiente a través de los ciclos biogeoquímicos. Dentro de la gran cantidad de nutrientes que los organismos necesitan, hay unos pocos que son de especial importancia para el desarrollo de la vida y el funcionamiento de los ecosistemas: el agua, el carbono, el nitrógeno y el fósforo.
El ciclo del agua El agua es un compuesto fundamental para la vida, ya que es el solvente donde se realizan casi todas las reacciones químicas de los seres vivos. Así, el agua permite a las plantas tomar los nutrientes del suelo, y a los animales absorber el oxígeno del aire, digerir sus alimentos y eliminar sus desechos. El ciclo del agua es el más importante en cuanto a la masa involucrada, pues hay enormes cantidades de agua en nuestro planeta, y se desarrolla en cuatro etapas.
• La evapotranspiración es el proceso por el que el agua líquida pasa al estado gaseoso y entra a la atmósfera como vapor de agua. En este proceso son importantes la evaporación directa del agua ambiental, y la transpiración de los organismos, especialmente de las plantas. La evapotranspiración aumenta con la temperatura y la velocidad del viento, y va desde cero en los casquetes polares hasta cantidades enormes en los lugares extremadamente húmedos y calientes.
• La precipitación es el proceso por el cual el vapor de agua que se encuentra en la atmósfera se condensa en las nubes y cae a la tierra en forma de lluvia, granizo o nieve. Cerca de las dos terceras partes del agua que cae a la Tierra en forma de precipitación vuelve a la atmósfera por evapotranspiración. El agua restante llega a las quebradas y los ríos.
• El almacenamiento del agua en forma líquida se da principalmente en los océanos, y en menor medida en los ríos, los lagos, las quebradas y las aguas subterráneas. El agua sólida se encuentra en forma de hielo, en los casquetes polares y en los nevados de las montañas. El vapor de agua es mucho menos abundante que el agua líquida y sólida, y cumple un papel fundamental en la regulación de la temperatura del planeta.
• La escorrentía es el proceso por el cual parte del agua precipitada rueda sobre el suelo y las rocas hasta llegar a los ríos y las quebradas, que la llevan al océano.
La fracción orgánica está constituida por materia orgánica en descomposición, principalmente hojarasca, restos de organismos y excrementos, y por todos los organismos que habitan dentro del suelo. Es degradada por los organismos descomponedores, quienes convierten los restos de los organismos en sustancias orgánicas, como proteínas, azúcares y grasas, y en compuestos inorgánicos más simples, como fosfatos y nitratos, que las plantas pueden absorber y reutilizar. Este proceso se conoce como mineralización. Algunas sustancias, como la celulosa de las plantas, son más difíciles de mineralizar, por lo que se acumulan en forma de humus. El humus conforma una especie de banco que almacena nutrientes y los intercambia con las plantas a medida que estas lo van necesitando. Aunque sólo representa un pequeño porcentaje del volumen del suelo, la materia orgánica es determinante en las propiedades del suelo y el desarrollo de la vegetación. Facilita la aireación de las raíces de las plantas y de los organismos, aumenta la disponibilidad de nutrientes como el nitrógeno y el fósforo, y sirve de sustrato para la actividad de los microorganismos, de la cual dependen muchas reacciones químicas que ocurren en el suelo.
Las mayores reservas de fósforo se encuentran en el suelo y en las rocas sedimentarias. En condiciones naturales, el fósforo gaseoso no existe en cantidades significativas. Analiza la siguiente ilustración y contesta:
Referencias bibliográficas:
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guia#6 enlace de descarga:
�https://drive.google.com/file/d/1PVqmqEC6wQPj9_l4WBaopokABS-Mr4Ot/view?usp=sharing
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Instrumento digital para el estudio y conceptualización del tema propuesto.
ENLACE1: TEXTO 1. pag 50 - 55
https://drive.google.com/file/d/1A533od8W63W3kNtcCNJAGT9fQJC0L_C5/view?usp=sharing
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ENLACE TEXTO 2.
“ Del pensamiento de Democrito hasta el modelo standard de la física de partículas”
Autor. Manuel Erazo. PDF : Blog de ciencias.
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VIDEOS AYUDA:
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VIDEO 1 y 2. Profesor Wilson montana. Isotopos y masa molecular.
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VIDEO: Física Cuántica | Universo Microscópico - Documental