Bioroca

Recursos didácticos para Ciencias Naturales

Tema 10. Materia y energía en los ecosistemas 11 noviembre, 2013

Imagen obtenida de http://v2.educarex.es/web/fsanchezm02/la-proteccion-del-medio-ambiente

OBJETIVOS

  1. Conocer los conceptos básicos de ecología: población, biocenosis, biotopo, biosfera y ecosistema.

  2. Comprender que las interrelaciones entre biotopo y biocenosis son las que determinan la existencia de un ecosistema.

  3. Diferenciar factores abióticos de factores bióticos.

  4. Reconocer diversas asociaciones intraespecíficas e interespecíficas entre seres vivos.

  5. Reconocer que el Sol es la fuente de energía en cualquier ecosistema.

  6. Comprender que en un ecosistema el flujo de energía es unidireccional, y el de materia, cíclico.

  7. Comprender el concepto de nivel trófico.

  8. Conocer los nombres de los distintos niveles tróficos que se encuentran en un ecosistema (productores, consumidores y descomponedores) y la función ecológica de cada uno.

  9. Saber representar e interpretar distintas cadenas y redes tróficas.

  10. Conocer e interpretar los ciclos que realizan los elementos más importantes (carbono, nitrógeno, hidrógeno y oxígeno) en un ecosistema.

  11. Comprender el concepto de biomasa.

Conceptos

  • El ecosistema: biotopo y biocenosis en constante relación.

  • Factores de un ecosistema: abióticos y bióticos.

  • Materia y energía en los ecosistemas: flujo unidireccional de la energía y flujo cíclico de la materia.

  • Niveles tróficos del ecosistema: productores, consumidores y descomponedores.

  • Cadenas y redes tróficas.

  • Productos químicos de la descomposición de los seres vivos.

  • La biomasa.

  • El ser humano y el ecosistema.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

    1. Definir los conceptos de población, biocenosis, biotopo, biosfera y ecosistema, poniendo en cada caso un ejemplo.

    2. Explicar qué condiciones deben cumplirse para que un biotopo y una biocenosis constituyan un ecosistema.

    3. Definir el concepto de factor de un ecosistema.

    4. Citar algunos factores, clasificarlos en abióticos y bióticos y explicar cómo se observan y miden.

    5. Explicar en qué consisten diferentes relaciones interespecíficas.

    6. Definir el concepto de nivel trófico, citar los distintos niveles tróficos que se encuentran en un ecosistema y explicar la función de cada nivel.

    7. Explicar el flujo de la energía y el ciclo de la materia en un ecosistema.

    8. Explicar esquemas de los ciclos del carbono, del nitrógeno y del agua.

    9. Explicar esquemas que representen cadenas y redes alimentarias sencillas.

    10. Interpretar pirámides tróficas sencillas.

    11. Explicar qué se entiende por biomasa, por qué es importante desde el punto, de vista ecológico y determinar las principales fuentes de biomasa.

    12. Explicar algunas implicaciones de la acción humana en los ecosistemas.

A continuación, los conceptos más importantes del tema, tomando como base el libro de Ciencias Naturales de 2º de la ESO de la editorial Oxford (proyecto ADARVE).

El ecosistema: biotopo y biocenosis

  • ESPECIE: conjunto de individuos que pueden reproducirse entre sí y tener descendencia fértil.

  • POBLACIÓN: conjunto de individuos de una especie que ocupan un determinado territorio.

  • COMUNIDAD O BIOCENOSIS: conjunto de poblaciones que habitan un territorio concreto y establecen relaciones entre sí.

  • BIOTOPO: territorio ocupado por una biocenosis.

  • ECOSISTEMA:

    • conjunto formado por un biotopo y una biocenosis y las relaciones que se establecen entre todos los elementos.

    • Las ecosistemas que ocupan grandes áreas de la Tierra y que tienen un clima, una vegetación y una fauna característicos se conocen como BIOMAS (selva, taiga, estepa, desierto,…)

    • El mayor ecosistema existente es la Tierra en su conjunto, al que se denomina ECOSFERA.

Imagen obtenida de http://ecosistemaglobal.wordpress.com/category/inicio/diccionario-ecosistemaglobal/biotopo/

Imagen obtenida de http://nautilus-ecosistemas.blogspot.com.es/2013/04/biomas-marinos.html

Factores de un ecosistema: abióticos y bióticos.

Aquellos elementos y peculiaridades existentes en el medio, y que afectan o influyen en la vida de los organismos del ecosistema, los denominamosFACTORES AMBIENTALES. Pueden ser de dos tipos: abióticos y bióticos.

  • Factores abióticos.
    • Dependen de las características y composición del medio (temperatura, luz, existencia de agua, aire o suelo).
    • Determinan qué tipo de organismos pueden habitar un medio.
    • La mayor o menor influencia de unos y otros depende del medio físico (acuático o terrestre):
      • Temperatura: cambios más acusados en el medio terrestre.
      • Luz:
        • imprescindible para la fotosíntesis
        • en los animales también influye sobre su actividad (por ejemplo regulando los estados de sueño y vigilia)
        • en el medio acuático solamente llega a determinada profundidad, provocando que los organismos fotosintéticos como las algas puedan desarrollarse únicamente en las capas superficiales.
      • Humedad: de enorme importancia en el medio terrestre, en el que presenta una enorme variabilidad.
      • Composición química del suelo: de gran trascendencia en el tipo de plantas que pueden vivir
      • Salinidad del agua: debido a ella podemos hablar de agua dulce o solada, condicionando el tipo de organismos que pueden vivir en una u otra.
      • Presión: las variaciones en el medio terrestre no son extremas, pero en el medio acuático aumenta mucho con la profundidad.
    • Los valores máximos y mínimos de un determinado factor que puede soportar un ser vivo se conocen como límites de tolerancia de ese organismo para ese factor.
    • Entre todos los factores mencionados, es de destacar el agua como uno de los más importantes y fundamentales.
      • Es un gran disolvente
      • Regula la temperatura del medio
      • Presenta su máxima densidad en estado líquido (el hielo por tanto flota sobre el agua líquida y al helarse sobre los lagos, por ejemplo, aísla de las bajas temperaturas exteriores a los organismos que habitan en él, permitiendo su supervivencia)
      • Actúa como “esqueleto” en algunos organismos debido a su baja compresibilidad.
  • Factores bióticos.
    • Los propios seres vivos
    • su influencia sobre el medio
    • las relaciones entre ellos, que pueden ser intraespecíficas o interespecíficas
    • Relaciones intraespecíficas: entre individuos de la misma especie.
      • Familia:
        • monógama: un macho y una hembra de la misma especie cuyo fin es procrear y cuidar de los hijos.
        • polígama: un macho y varias hembras, como ocurre con los leones.
      • Población, una asociación de varios individuos de la misma especie que ocupan un territorio determinado.
        • Coloniales: organismos unidos y comunicados entre sí, originados a partir de un mismo progenitor (ej., una colonia de coral).
        • Gregarias: formadas por individuos de distintas familias que se unen para conseguir un objetivo concreto (ej., una manada de elefantes).
        • Estatales: integradas por individuos que presentan claras diferencias anatómicas y fisiológicas, y entre los cuales establecen una división del trabajo (abejas, hormigas,…).
    • Relaciones interespecíficas: se establecen entre organismos de distinta especie.
      • dos o más individuos se asocian para obtener beneficio mutuo
        • si la asociación es permanente: simbiosis
        • si la asociación es temporal: mutualismo
      • competencia: enfrentamiento entre individuos para conseguir un beneficio.
      • comensalismo: una especie obtiene beneficio de otra sin que esta última resulte perjudicada.
      • Depredación: una especie utiliza a otra como alimento.
      • Parasitismo: un individuo vive a expensas de otro de una especie diferente perjudicándole gravemente.
      • Inquilinismo: un individuo se asocia con otro al que usa como alojamiento.

Adaptación de los seres vivos al medio.

Adaptación: adecuación de los seres vivos al medio en el que viven.

Pueden ser:

  • Morfológicas: afectan a la anatomía (forma de algunos órganos o del cuerpo completo: picos de las aves, forma de los peces…)

  • Fisiológicas: funcionamiento de algunos órganos (producción de veneno, telas de las arañas).
                        
  • De conducta: hábitos para sobrevivir o comunicarse (migración de las aves, comunicación entre las abejas…)
Factores ambientales más influyentes en el desarrollo de la vida: temperatura, luz y humedad.
  • Temperatura
    • Las plantas:
      • Reducen la superficie de las hojas y desarrollan cubiertas aislantes e impermeables.
      • Forman semillas en épocas de sequía y germinan rápidamente cuando llegan las lluvias.
      • Pierden las hojas en invierno.
      • Las plantas árticas desarrollan raíces, bulbos y tubérculos.
      • Las plantas herbáceas de zonas frías crecen cerca del suelo y agrupadas, para conservar el calor
    • Los animales:
      • Desarrollan estructuras aislantes (grasa, plumas, pelo)
      • Hibernan
      • Migran a zonas más cálidas
      • Los que viven en desiertos desarrollan hábitos nocturnos.
      • Los homeotermos regulan y mantienen su temperatura corporal constante.
      • Los poiquilotermos adaptan su temperatura al medio (hibernación, exposición al sol)
  • Luz
    • Las plantas.
      • Aumentan la superficie de sus hojas y se orientan hacia la luz.
      • Trepan (enredaderas) o viven sobre otras plantas en situaciones de competencia.
    • Los animales
      • Adaptaciones específicas para la visión (buhos).
      • Algunos regulan sus ciclos reproductivos en función de las horas de luz.
  • Humedad
    • Las plantas
      • Reducen al mínimo sus hojas para evitar perder agua.
      • Desarrollan extensas raíces.
      • Algunas especies desérticas sólo abren sus estomas por las noches.
      • Los cactos tienen hojas pequeñas, duras y espinosas, tallos carnosos que almacenan agua y se recubren de una capa impermeable.
    • Los animales
      • Los reptiles obtienen toda el agua del alimento.
      • Los dromedarios obtienen agua de la grasa de su joroba.
      • Algunos impermeabilizan su piel  o la recubren con mucosa (p. ej. babosas).
      • Los insectos poseen exoesqueleto para no perder agua.

Materia y energía en los ecosistemas.

Flujo unidireccional de la energía

En los ecosistemas, la energía solar se incorpora mediante los seres autótrofos y a partir de ellos pasa de unos organismos a otros hasta disiparse finalmente en forma de calor, sin vuelta atrás posible. Por ello se dice que la energía tiene un flujo unidireccional.

 

Ciclo de la materia.

  • Los productores fabrican materia orgánica a partir de materia inorgánica y energía solar
  • Los consumidores utilizan la materia orgánica fabricada por los productores (y de la que ellos mismos están hechos)
  • Los descomponedores transforman la materia orgánica procedente de los seres vivos (producto de su actividad biológica o de sus restos cuando mueren) en materia inorgánica, utilizable nuevamente por parte de los productores, completándose así el ciclo.
Niveles tróficos del ecosistema
Nivel trófico: conjunto de seres vivos de un ecosistema que consiguen el alimento de forma semejante
  • Productores: organismos autótrofos (las plantas, las algas y las bacterias fotosintetizadoras). Producen la materia orgánica que necesitan.
  • Consumidores: Son organismos heterótrofos que consumen materia orgánica procedente de otros seres vivos.
    • Primarios: los herbívoros, animales que se alimentan de plantas.
    • Secundarios: los carnívoros
      • depredadores si se alimentan de herbívoros
      • superpredadores (o consumidores terciarios) si se alimentan también de otros carnívoros
      • carroñeros, si se alimentan de los restos de animales muertos
  • Descomponedores. Descomponen los restos de los seres vivos transformándolos en materia inorgánica reutilizable por los productores. Son algunos animales (como las lombrices), las bacterias y los hongos.

Imagen obtenida de http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Esquema_1._Flujo_de_nutrientes.jpeg

Imagen obtenida de http://bibliotecadeinvestigaciones.wordpress.com/ecologia/los-ecosistemas-componentes-funcionamiento-niveles-troficos-y-cadenas-alimentarias/

Nicho ecológico: función que una especie lleva a cabo en un ecosistema.

Hábitat: lugar que habita una especie

Dos especies diferentes pueden ocupar el mismo hábitat, pero nunca tendrán el mismo nicho. De ocurrir este hecho, una de ellas, la mejor adaptada a ese nicho, terminaría desplazando a la otra

Imagen obtenida de http://es.slideshare.net/Alberkar/la-estructura-de-los-ecosistemas-2011

Cadenas tróficas

Con este nombre se designa a la representación gráfica lineal de las relaciones alimentarias que se establecen entre los diferentes niveles tróficos

Redes tróficas

Es el nombre con el que se designa a la representación gráfica de las relaciones alimentarias entre los organismos del ecosistema. Es el conjunto de cadenas tróficas interconectadas que pueden establecerse en el ecosistema

Imagen obtenida de http://biocolaboracion.wikispaces.com/Estructura+de+los+ecosistemas

El ciclo de la materia en los ecosistemas: ciclos biogeoquímicos.

Un ciclo biogeoquímico designa el recorrido que realizan los bioelementos desde la materia inerte hasta los seres vivos y su posterior regreso a ese mismo medio inerte.

Imagen obtenida de http://fullpreguntas.com/wp-content/uploads/2013/04/

Imagen obtenida de http://unidosporelagua2012.blogspot.com.es/

El ser humano y el ecosistema.

El ser humano en muchas ocasiones obtiene recursos del planeta que devuelve al medio en formas no reutilizables por parte de otros seres vivos.
Asimismo, produce transformaciones tanto en el espacio rural como en el urbano, que se van agravando por un aumento en la población que provoca mayor aumento en la demanda de recursos naturales.
Podemos afirmar que la especie humana es la responsable de dos de los mayores problemas medioambientales de nuestro planeta:

  • agotamiento de los recursos naturales
    • pérdida de suelo fértil
    • pérdida de biodiversidad
    • deforestación
  • contaminación:
    • del aire:
      • incremento del efecto invernadero, que produce a su vez un mayor calentamiento global del planeta, con el consiguiente riesgo de cambio climático
      • lluvia ácida
      • destrucción de la capa de ozono
      • problemas de salud diverso que afectan principalmente al aparato respiratorio.
    • del agua: por aguas residuales urbanas, residuos industriales, abuso de abonos y pesticidas, o vertidos de petróleo, por ejemplo.
    • del suelo: por contaminantes atmosféricos arrastrados por las precipitaciones, aguas residuales, residuos sólidos o abuso de herbicidas y pesticidas, por ejemplo.

Cuando una sociedad se desarrolla cubriendo sus necesidades sin poner en peligro el desarrollo de generaciones futuras, se habla de desarrollo sostenible.

ACTIVIDADES

A continuación tienes ejercicios obtenidos de materiales de las editoriales Oxford y Santillana

Recuerda: En un ecosistema, el conjunto de seres vivos que obtiene la materia y la energía de un modo semejante se denomina nivel trófico. En un ecosistema se distinguen los siguientes niveles tróficos: productores, consumidores (que pueden ser de diferente categoría: primarios, secundarios, terciarios…) y descomponedores.

Regla del 10 %

Los únicos organismos capaces de transformar la energía luminosa y almacenarla en forma de energía química y materia orgánica son los productores; a partir de este nivel, la energía va pasando a los siguientes, pero sólo el 10 % de un nivel trófico al siguiente, ya que el resto, o bien no se aprovecha o no se asimila o se gasta en las funciones vitales.
Supongamos un ecosistema de pradera constituido exclusivamente por una superficie de trigo de 100 kg, hormigas y pájaros insectívoros.

  • ¿Cuál es la principal función de los productores?
  • ¿Qué otro nombre reciben los consumidores primarios? ¿Cómo se denominan también los consumidores secundarios?
  • A los consumidores terciarios también se les conoce por superdepredadores. ¿Existen en este ecosistema consumidores terciarios? Pon algún ejemplo.
  • Según la ley del 10 %, ¿cuántas hormigas habría en este ecosistema si cada una pesara aproximadamente 1 g?
  • ¿Cuántos pájaros habría en el ecosistema si cada uno pesara aproximadamente 40 g? ¿Y si su peso fuera de 50 g?
  • ¿Puede haber en este ecosistema más pájaros de los que has calculado? ¿Por qué?
  • ¿De qué nivel trófico habrá siempre menor número de individuos?
  • ¿A qué nivel trófico pertenecen las especies más amenazadas? ¿Por qué?

Relaciona los siguientes conceptos: energía, red trófica, nutrientes, consumidores, productores.

¿Qué ecosistema observas en el siguiente dibujo? Describe su biocenosis y su biotopo. De acuerdo con lo que observas en el dibujo, ¿puedes hacer una relación de todos los parámetros que caracterizan al biotopo? ¿Por qué?

Explica la diferencia entre hábitat y nicho ecológico. Pon un ejemplo de un hábitat compartido entre dos especies que a su vez tienen, cada una de ellas, su propio nicho ecológico dentro de ese hábitat.

¿Qué sucedería si desaparecieran los productores de la faz de la Tierra? ¿Y si ocurriera lo mismo con los descomponedores?

Explica los tipos de relaciones intraespecíficas que pueden tener los individuos de una misma especie.

Señala cinco cadenas tróficas obtenidas a partir de la siguiente red trófica.

¿Cuál es el significado de los siguientes términos?:

a) Consumidor secundario.
b) Productor.
c) Descomponedor.
d) Consumidor primario.

Clasifica a los siguientes seres vivos de un ecosistema según la forma en que obtienen sus alimentos (productor, consumidor primario, consumidor secundario): Golondrina, rosal, pulgón, saltamontes, águila real, halcón, cernícalo, hormiga, mariposa.

Organiza en dos grupos los siguientes conceptos según se trate de componentes del biotopo o de la biocenosis.

Conceptos:                                               Biotopo                                  Biocenosis

Aire

Hongo

Temperatura

Animal

Microorganismo

Vegetal

Humedad

Roca

Viento

Suelo

 

2 Responses to “Tema 10. Materia y energía en los ecosistemas”

  1. Jdbdbd Says:

    Esta bastante bien para estudiar


Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s