clase 24.05.2010
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FLUJO Y PROCESAMIENTO DE ENERGÍA Y MATERIA
EN LOS SISTEMAS BIOLÓGICOS
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Contenidosa) Flujo de energía en el ecosistemaSeres vivos como organismos termodinámicamente
abiertosEcosistemas basados en energía solar y en energía
químicaFotosíntesisProductividadb) Circulación de nutrientes en la biósferaComposición elementalCarbono y fotosíntesisNitrógeno en el ecosistemac) Impacto de la actividad humana en la naturalezaCrecimiento poblacional y desechosProductividad y producciónEfecto invernaderoBosque chileno intervenidoLey ambiental de Chile
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CONCEPTOS BÁSICOSCONCEPTOS BÁSICOSBiotopoBiotopo: lugar físico donde habitan los seres
vivos y sus características ambientales.Biocenosis:Biocenosis: corresponde a los seres vivos de
la biósferabiósfera, caracterizada por su composición en número de especies.
BIOCENÓSIS
COMUNIDADES
BIOMA MICRO-COMUNIDADE
S
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Bioma:Bioma: es un sistema homogéneo y dependiente de la composición florística (pradera, sabana, bosque caducifolio, etc.)
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Comunidades: Comunidades: son mas localizadas que los biomas; se pueden definir a partir de especies (bosques de robles, comunidad de aves)
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Micro-comunidades: Micro-comunidades: son restringidas y limitadas por el espacio (cadáveres, un árbol caído, la superficie de una roca)
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Flujo de energía en el ecosistema
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Seres vivos como organismos termodinámicamente abiertosSistema: conjunto de partes en integración
para alcanzar un conjunto de objetivosAbierto: aquel que interactúa con el medio
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Seres vivos como organismos termodinámicamente abiertosTermodinámica: campo de la física que
describe y relaciona las propiedades físicas de sistemas macroscópicos de materia y energía
Principio 1: la energía se conservaPrincipio 2: la entropía aumenta
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Vida v/s entropía
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Vida v/s entropía
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Efecto de la energía solarEfecto de la energía solar
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Rayos solares y origen de los climasRayos solares y origen de los climas
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Corrientes oceánicasCorrientes oceánicas
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Origen de los climas
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Ecosistemas y Ecosistemas y energía solarenergía solar
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Ecosistemas sin energía solarEcosistemas sin energía solar
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Fotosíntesis: estructura foliarFotosíntesis: estructura foliar
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Fotosíntesis: cloroplastosFotosíntesis: cloroplastos
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Fotosíntesis: luz y pigmentosFotosíntesis: luz y pigmentos
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Fotosíntesis: FotosistemaFotosíntesis: Fotosistema
Clorofila
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Fotosíntesis: Fotosíntesis: Fase dependiente de luzFase dependiente de luz
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Fotosíntesis: Fotosíntesis: Fase Fase independiente independiente de luzde luz
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Fotosíntesis: resumenFotosíntesis: resumen
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Ciclo de Calvin unificador
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Origen de los flujos de energía en Origen de los flujos de energía en el ecosistemael ecosistema
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Productividad: bruta y netaProductividad: bruta y neta
Productividad Neta (PN): Energía almacenada por los autótrofos en período determinado
Productividad Bruta (PB): PN + Energía utilizada en respiración
Se pueden expresar en unidades de energía (kcal) o como biomasa (peso seco de material orgánico)
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Ejemplos de valores de PPBEjemplos de valores de PPBPPB
Nivel trófico PPN Respiración
Productores 10533 11977
Consumidores 1os 1478 1890
Consumidores 2os 67 316
Consumidores 3os 6 15
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Regla del 10%Regla del 10%
La energía que pasa de un eslabón al otro es aproximadamente el 10% de la energía acumulada
El 90% restante se pierde como calor en los procesos de mantenimiento
El nivel más productivo es aquel que traspasa más energía al siguiente eslabón (¿qué porcentaje del PPN efectivamente pasa al nivel trófico siguiente?)
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PPN de algunos ecosistemasPPN de algunos ecosistemas
EcosistemaPPN (g de materia seca/m2 x año)
Pantano y marjal 3000
Selva lluviosa 2200
Bosque de hoja perenne templado
1300
Bosque caducifolio templado 1200
Sabana 900
Bosque boreal 800
Bosque bajo y matorral 700
Terreno agrícola 650
Pastizal templado 600
Lago y arroyo 400
Tundra ártica y alpina 140
Desierto y matorral semidesértico 90
Desierto extremo (roca, arena, hielo)
3
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Productividad medida mediante satélitesProductividad medida mediante satélites
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Flujos de energía en el ecosistemaFlujos de energía en el ecosistema
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Pirámides tróficas como modelosPirámides tróficas como modelos
Pirámides de biomasa
Pirámides de números
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Biomasa v/s productividadBiomasa v/s productividad
Nivel tróficoBiomasa (mg C/m2)
Productividad (mg C/m2 x día)
Plantas 60000 1200
Herbívoros 6000 40
Carnívoros I 400 1
Carnívoros II
48 0.03
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Estructura trófica: estudio de caso de Estructura trófica: estudio de caso de ecosistema costeroecosistema costero
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Estructura trófica: estudio de casoEstructura trófica: estudio de caso
Estudio energético en un ecosistema costero de ChileEstudio energético en un ecosistema costero de Chile
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Estructura trófica: estudio de casoActividad grupal:
Identificación de cadena alimenticia más corta y más larga
Identificación de compartimiento claveEfecto de remoción de:
Peces carnívoros Filtradores Planctívoros
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Trabajo práctico 1: cálculo de PPB Trabajo práctico 1: cálculo de PPB y PPNy PPN
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Trabajo práctico 1: CálculosPPB = PPN + RPPN = (peso luz – peso inicial)PPB = (peso luz – peso inicial)+(peso
oscuridad – peso inicial)
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Regulación térmica y gasto energético
Endotermo: Origen del calor es
interno
Ectotermo: Requieren calor externo
Homeotermo: Temperatura en
equilibrio
Poiquilotermo:
Temperatura variable
--
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Regulación térmica y gasto energético
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Regulación térmica y gasto energético
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Contenidosa) Flujo de energía en el ecosistemaSeres vivos como organismos termodinámicamente abiertosEcosistemas basados en energía solar y en energía químicaFotosíntesisProductividad
b) Circulación de nutrientes en la biósferaComposición elementalCarbono y fotosíntesisNitrógeno en el ecosistema
c) Impacto de la actividad humana en la naturalezaCrecimiento poblacional y desechosProductividad y producciónEfecto invernaderoBosque chileno intervenidoLey ambiental de Chile
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Circulación de nutrientes en la biósfera
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Composición del medio v/s seres vivosElemento Litósfera
Hidrósfera
Atmósfera
Bacteria Humano
Oxígeno 47.4 33 21 73.7 62.8
Sílice 28.2 0 0.1 0.1
Aluminio 8.2 0 0.001 0.001
Hierro 5.6 0 0.005 0.005
Calcio 4.2 0 0.1 0.1
Sodio 2.4 0 0.01 0.01
Magnesio 2.3 0 0.04 0.04
Potasio 2.1 0 0.1 0.1
Carbono 0.1 0 12.1 19.4
Nitrógeno
0.0001 78 3.0 5.1
Hidrógeno
3 66 0 9.9 9.3
Argón 0 0 0.9 0 0
Otros 0.7 1 0.1 0.9 3
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Fotosíntesis y oxígenoMillones de
años[O2] (%) [CO2] (%)
4600 – 1900 0 28875
1750 5 22
1500 10 15
1300 15 8.3
900 - 0 21 0
Cambios en la concentración de CO2 y O2 en la atmósfera en distintos períodos de la evolución
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Fotosíntesis y oxígeno
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CO2 y actividad humana
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Ciclo del Carbono
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Ciclo del Nitrógeno
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Uso de compartimientos en ciclo del nitrógeno
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Yacimientos de nitrato
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Salitre chileno
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Contenidosa) Flujo de energía en el ecosistemaSeres vivos como organismos termodinámicamente abiertosEcosistemas basados en energía solar y en energía químicaFotosíntesisProductividad
b) Circulación de nutrientes en la biósferaComposición elementalCarbono y fotosíntesisNitrógeno en el ecosistema
c) Impacto de la actividad humana en la naturalezaCrecimiento poblacional y desechosProductividad y producciónEfecto invernaderoBosque chileno intervenidoLey ambiental de Chile
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Impacto de la actividad humana en la naturaleza
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Crecimiento poblacional y uso de recursos
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Población humana y productividad
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Efecto invernadero
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Efecto invernadero: causas
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Efecto invernadero: causas
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Orígenes de gases invernadero
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Efecto invernadero: mecanismo
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Efecto invernadero: consecuencias
Aumento de la temperatura superficial
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Efecto invernadero: consecuencias
Aumento de la temperatura superficial
Derretimiento de los hielos polares
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Efecto invernadero: consecuencias
Aumento de la temperatura superficial
Derretimiento de los hielos polares
Aumento nivel de los océanos
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Efecto invernadero: consecuencias
Aumento de la temperatura superficial
Derretimiento de los hielos polares
Aumento nivel de los océanos
Alteraciones climáticas a gran escala
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Efecto invernadero: consecuencias
Aumento de la temperatura superficial
Derretimiento de los hielos polares
Aumento nivel de los océanos
Alteraciones climáticas a gran escala
Alteraciones en patrones de conducta de plantas y animales
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Efecto invernadero: consecuencias
Aumento de la temperatura superficial
Derretimiento de los hielos polares
Aumento nivel de los océanosAlteraciones climáticas a
gran escalaAlteraciones en patrones de
conducta de plantas y animales
Destrucción de algas y corales
![Page 69: Clase 24.05.2010](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022110122/55b456f2bb61eb16528b465e/html5/thumbnails/69.jpg)
Efecto invernadero: esperanza
![Page 70: Clase 24.05.2010](https://reader038.vdocuments.mx/reader038/viewer/2022110122/55b456f2bb61eb16528b465e/html5/thumbnails/70.jpg)
Bosque chileno: nuestra fuente de productividad