ECOLOGIA UNIDADES DE ANALISIS •Poblaciones •Comunidades •Ecosistemas (su dinámica) •Biomas ¿Como puede emplearse el conocimiento sobre los ecosistemas? ¿el conocimiento sirve para comprender como responden los ecosistemas a las alteraciones causadas por la especie humana? y eventualmente si ¿podemos aprender de los errores?

entender el pasado humano en relación a su medioambiente Ecología cultural Arqueología regional Ecología histórica y restauración de ecosistemas Arqueología del paisaje

e.g. “Degradación ecológica y cambio cultural durante los últimos cuatro mil años en el sureste ibérico semiárido” Fuentes et al 2005

ECOSISTEMA Unidad organizada en el espacio y en el tiempo, formada por componentes bióticos y abióticos interrelacionados

Límites: naturales (discontinuidades o cambios bruscos en fisonomía de la vegetación o del paisaje) arbitrarios

LOS ECOSISTEMAS Un ecosistema está formado por todos los organismos que viven en una comunidad, en conjunto con los factores abióticos con los que interactúan Los ecosistemas pueden ser tan pequeños como un acuario, o tan grandes como un lago o una selva

Sistemas ecológicos o ECOSISTEMAS Independientemente de su tamaño, la dinámica de un ecosistema involucra dos procesos principales: flujo de energía y ciclos químicos La energía fluye a través del ecosistema, mientras que la materia circula dentro de él La energía fluye en una sola dirección: de los organismos autótrofos hacia los heterótrofos Los materiales se mueven desde el medio abiótico, pasan a través de los cuerpos de los organismos vivos y regresan al medio abiótico

Ecosistemas: energía y materia Los ecólogos ven a los

ecosistemas como transformadores de energía y procesadores de materia Todas las transformaciones de energía obedecen a las leyes de la termodinámica Ley 1: la energía no se crea ni se destruye Ley 2: cuando la energía pasa de un tipo a otro parte de ella queda incapacitada para realizar trabajo La energía se conserva, pero es degradada a calor durante los procesos en el ecosistema

El Flujo de energía a través de los ecosistemas La energía usada por los organismos procede del SOL Solo un 5% de la energía Solar es capturada para la fotosíntesis La mayor parte de la energía restante es irradiada como calor hacia la atmósfera energía que llega a los océanos calienta la superficie y produce evaporación Vapor de agua, CO2, compuestos nitrogenados absorben radiación así el calor se retiene en la atmósfera y la superficie terrestre se calienta

La fotosíntesis alimenta los procesos del ecosistema ¿De que forma pasa la energía por los organismos?

MODELO DEL FLUJO DE ENERGIA NIVELES TROFICOS O ALIMENTARIOS Consumidores terciarios Microorganismos y otros detritivoros

Detritos

Consumidores secundarios

Consumidores primarios

Productores primarios

calor claves Ciclos químicos o de los nutrientes Flujo de energía

Sol

La energía y los nutrientes pasan por niveles tróficos formados por una sucesión de organismos que se comen unos a otros (cadenas, tramas o redes tróficas) de los productores primarios (autótrofos) a los consumidores primarios (herbívoros) y luego a los consumidores secundarios (carnívoros)

Descomposición de la materia orgánica Conecta todos los niveles tróficos Los saprófagos: detritívoros y/o descomponedores, principalmente bacterias, hongos, lombrices, ácaros, larvas de insectos, carroñeros, etc. reciclan elementos químicos esenciales descomponiendo la materia orgánica y retornando los elementos a reservorios inorgánicos Procesos de humificación y de mineralización

Cadena trófica terrestre Consumidores terciarios Consumidores secundarios carnívoros

Consumidores primarios herbívoros

Productores

Cadena trófica acuática (de un lago)

PRODUCTORES PRIMARIOS Autótrofos = 99% de toda la materia orgánica del mundo vivo Fotosintéticos

Heterótrofos = 1% de toda la materia orgánica de la biota

BIOMASA = peso seco total de todos los organismos en un tiempo dado y en una superficie definida

PRODUCTIVIDAD (de un ecosistema, comunidad o nivel trófico)= calorías/año

Productividad bruta = tasa o medida (cantidad y frecuencia) a la cual los organismos asimilan energía en un nivel trófico Productividad neta = productividad bruta menos la materia orgánica consumida para todas las actividades metabólicas de los organismos de ese nivel

PRODUCTIVIDAD de los grandes ecosistemas terrestres del planeta

Factores que influyen: intensidad y duración de la luz solar, temperatura precipitación

Ejemplo: para el primer nivel trófico

Productividad primaria bruta de un ecosistema: cantidad total de energía que es asimilada por las plantas en la fotosíntesis, generalmente medida a lo largo de un año La producción primaria neta es igual a la bruta menos la energía usada por las plantas para la respiración, construcción de sus tejidos, defensa, etc. Sólo la productividad primaria neta está disponible para los consumidores

La producción secundaria de un ecosistema es la cantidad de energía química de los alimentos convertida en biomasa durante un período de tiempo dado

Cuando una oruga se alimenta de una hoja, sólo alrededor de 1/6 de la energía disponible en la hoja es usada para la producción secundaria

Material vegetal ingerido 200 J

67 J

100 J heces

33 J

Crecimiento (nueva biomasa)

Respiración celular

Una pirámide de producción neta representa la pérdida de energía en cada eslabón de una cadena trófica Consumidores terciarios Consumidores secundarios

10 J

100 J

Consumidores primarios

1,000 J

Productores primarios

10,000 J

1,000,000 J luz solar

En una pirámide de biomasa, cada fila representa el peso seco de todos los organismos en un nivel trófico. La mayoría de éstas muestran un agudo decrecimiento a niveles tróficos sucesivamente más altos

En ciertos ecosistemas acuáticos se invierte la pirámide de biomasa: los consumidores primarios pesan más que los productores

PIRAMIDES DE BIOMASA (gramos/m2) PIRAMIDES DE ENERGIA Kcalorías/m2/año

MODELO DEL FLUJO DE ENERGIA La energía fluye a través de un ecosistema, entrando como luz y saliendo como calor EFICIENCIA TROFICA Energía transferida = BIOMASA producida, entre los niveles tróficos (es usualmente menos del 20% de la inicial) EFICIENCIA ECOLOGICA Pb = productividad bruta PN = productividad neta PH = productividad heterótrofa

Los nutrientes realizan ciclos en los ecosistemas Ciclos biogeoquímicos Componentes biológicos Componentes de la atmósfera, la litosfera la hidrosfera

Ciclos gaseosos y sedimentarios (C, N, H, O)

(P, Mg, Ca, K..)

CICLO DEL AGUA

CICLO DEL NITRÓGENO

CICLO DEL FÓSFORO

Ion fosfato

CICLO DEL CARBONO

Las diversas y complejas sociedades humanas interactuamos con la complejidad de la naturaleza Sistema natural

Sistema social Condiciona (recursos) Interviene (cultura) Responde

Ambiente

Arqueología ambiental: El Hombre es parte del mundo natural forma parte activa del ecosistema interactuando con el entorno

El equilibrio de los ecosistemas naturales está condicionado por el flujo de la energía y los ciclos de la materia ALTERACIONES -tala de los ecosistemas forestados -incendios -sobreexplotación de recursos no renovables -introducción de especies exóticas -sobreexplotación de especies vegetales o animales -quema excesiva de combustibles

Aumento de CO2 Adelgazamiento de la capa de Ozono

Octubre 1985

Octubre 2000