1 - BIOTOPO es una unidad de habitat fácilmente distinguible por sus características más o menos uniformes, ejem: una pradera, un pantano, playa arenosa, etc. 1. Estabilidad: propiedad por la cual la o las comunidades en un ecosistema, mantienen sus características sin grandes modificaciones por un tiempo más o menos largo. La estabilidad se puede dar por constancia, persistencia, inercia, elasticidad, amplitud, etc. Solo veremos dos: - Por constancia: ocurre cuando no hay cambios notorios en sus propiedades dentro del sistema porque este tiene gran capacidad para resistir el cambio a perturbaciones por filtración o constancia del entorno. - Por elasticidad: aquí las comunidades cambian con las perturbaciones pero tienen gran capacidad para retornar al estado previo.

2 - Diversidad genética: determinada por los genes (estirpes genéticas) - Diversidad específica: determinada por el conjunto total de especies en la comunidad - Diversidad ecosistémica: referida a la variedad en los ecosistemas (formas de vida, niveles tróficos, etc.) - Diversidad cultural: esta referida a las diferentes manifestaciones culturales ( grupos étnicos, etc.). - Medición de la diversidad: Para medir por ejemplo la diversidad específica se han desarrollado básicamente dos métodos: a)índices o modelos matemáticos y b) modelos gráficos. Mencionaremos uno de los índices más utilizados: INDICE DE SHANNON-WEAVER (H) tomado de la teoría de la información, muy útil sobre todo porque no es influenciado por el tamaño de muestra H = - ∑ pi log 2 pi o también H = - ∑ (ni/N) log 2 (ni/N) donde: pi= ni/N y N= ∑ ni ni= valor de importancia de la clase –i- ( número de individuos de la especie –i- por ejemplo) N= total de los valores de importancia. El cálculo de esta expresión se da en bits, por ejemplo 2,000 bits/individuos ( indica que en promedio necesitamos 2,000 bits de información para identificar un elemento = individuo extraído al azar como perteneciente a la clase –i- o especie –i-) En relación a la diversidad específica se tiene un límite máximo de alrededor de 5 bits/individuo

3 - Frecuencia: indica el porcentaje de individuos de cada especie o población en relación con el total de organismos que componen la comunidad. - Cobertura: es el área que ocupa la comunidad, en donde cada población de las que la integran ocupará una subárea dentro del mismo espacio. - Abundancia: se refiere al número de organismos que se encuentran en el área de estudio y que conforman la comunidad.

4 NOCION GENERAL DE SISTEMA: - Webster Dictionary, citado por (Odum, E.) señala que: “un sistema tiene elementos de interacción e interdependencia regulares que forman un todo unificado”. - En un concepto referido a la teoría de sistemas (Klir, 1998) sistema es: “ un conjunto no vacío, que consta de partes y de relaciones entre esas partes”. Esto puede representarse así: S = { T, R } donde: S= sistema; T= partes o cosas; R: relaciones entre partes del sistema CONCEPTO DE ECOSISTEMA: - Tansley en 1935 propone el término ecosistema, otros autores ya habían propuesto otros términos que enfocaban el mismo concepto: Karl Möbius (1977) el término “Biocenosis”; Forbes (1885), el término “Microcosmos” y Morozov y luego Dokuchaev el término “Geobiocoenosis”. - Odum E. (1972 ): “Ecosistema es una unidad Ecológica que incluye la totalidad de organismos vivos de un área determinada, actuando en reciprocidad con el medio físico-químico, determinando una corriente o flujo de energía, un ciclo de materiales, una diversidad biótica y una estructura trófica claramente definidos dentro del sistema”. Ecosistema = Comunidad o Biocenosis + Biotopo

5 . ESTRUCTURA: - Sustancias inorgánicas - Compuestos orgánicos - Régimen climático - Organismos productores - Organismos consumidores - Organismos desintegradores o descomponedores. FUNCION: - Flujos de energía - Ciclos biogeoquímicos - Cadenas de alimentos o tróficas - Diversidad en el espacio - Cibernática del ecosistema - Desarrollo y evolución (sucesión ecológica)

6 PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA ( o de la conservación de la energía): Se puede enunciar de diversa maneras: “la energía en un sistema se emplea para realizar trabajo o queda almacenada en el sistema” o también “la suma de la entradas de energía en un sistema es igual de las salidas”. Se puede representar de la siguiente manera: Q = ∆E + W donde: Q= entrada de energía al sistema ∆E= cambio en la energía que contiene el sistema W= trabajo que realiza el sistema - Desde el punto de vista ecológico también se puede enunciar como : “la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”, el ejemplo clásico se da en la fotosíntesis, donde la energía radiante del sol es transformada en energía química ( en sustancias orgánicas o alimentos) por las plantas, esto se puede expresar: Pb = Pn + R donde Pb= producción bruta o fotosíntesis total Pn= Producción neta (fotosíntesis neta) R= Respiración

7 También: “ toda vez que alguna forma de energía se dispersa en energía calorífica no aprovechable, ninguna transformación espontánea de energía (ejemplo luz) en energía potencial,(ejemplo protoplasma) será cien por cien eficaz”. Esta ley tiene que ver con la tendencia de los sistemas a incrementar la ENTROPIA, la que se define en su forma más simple como “una medida del desorden energético del sistema”. La siguiente ecuación expresa esa tendencia: ∆G = ∆H - T∆S donde: G= Energía libre utilizable H= Entalpía o energía libre de antemano T= temperatura absoluta S= Entropía o desorden del sistema Esto significa que en cualquier cambio energético solo una parte de la energía disponible (G) podría ser usada para realizar un trabajo, el resto se perderá incrementando la entropía o desorden. Cuando se alcance el EQUILIBRIO TERMODINAMICO los seres vivos dejarán de diferenciarse de su entorno, lo que implica su muerte. Lo anteriormente expresado nos permite prever que los pasos energéticos o niveles tróficos no serán muy numerosos (máximo 5 o 6) debido a la cantidad de energía no utilizable y la que se pierde.

8

9 En cada traspaso de energía se pierde hasta el 90%, lo cual limita el número de niveles tróficos (no mas de 5 o 6). Nivel trófico: se conceptúa como el conjunto de componentes de la comunidad (o de la cadena alimenticia) que forman u obtienen su alimento a través del mismo número de pasos o etapas”. Normalmente las plantas u organismos autótrofos constituyen el primer nivel o PRODUCTOR. Luego siguen los herbívoros (PRIMER NIVEL CONSUMIDOR), en seguida los carnívoros primarios (SEGUNDO NIVEL CONSUMIDOR) hasta los carroñeros (ULTIMO NIVEL CONSUMIDOR). Los desintegradores actúan a lo largo de toda la cadena trófica. e. Estructura Trófica y Pirámides ecológicas: - LAS PIRAMIDES ECOLOGICAS Son las representaciones gráficas de la estructura y función trófica, en las que la base lo constituyen los productores. Estas pirámides pueden ser: - PIRAMIDE DE LOS NUMEROS: representa el número de individuos en cada nivel trófico. - PIRAMIDE DE BIOMASA: Es la representación del peso total, peso seco, valor calórico u otra medida de la cantidad de materia viva total. - PIRAMIDE DE ENERGIA: Representa la velocidad de la corriente de energía, la productividad o ambas en niveles tróficos sucesivos.

10

11

12

13

14

15 - Las funciones de control en la naturaleza son internas y difusas (sin puntos fijos de control), mientras en los mecanismos cibernéticos creados por el hombre son externas y específicas ( con puntos fijos de control). - La falta de controles de punto fijo da lugar a un estado pulsátil (estabilidad por constancia y elasticidad). - La ciencia de la Cibernética creada por Norbert Wiener (1948), inlcuye controles inanimados y animados. -SERVOMECANISMOS: mecanismos de retroalimentación de tipo mecánico. - MECANISMOS HOMEOSTATICOS: para referirse a los sistemas de organismos, - HOMEORRESIS: término propuesto por Waddintong (1975) para denotar la estabilidad evolutiva, la preservación del flujo o proceso pulsátil de un sistema como vía de cambio a lo largo del tiempo. - LA LEY DEL REQUISITO DE VARIEDAD DE CONTROL O LEY DE ASHBY relaciona la variabilidad de un sistema con la variabilidad del entorno, satisfaciendo el requisito de que el sistema mantenga siempre mayor variedad que el entorno - Para mantener la desigualdad a favor del sistema hay dos opciones: o disminuir la variabilidad del entorno mediante algún tipo de filtro o incrementar la variabilidad de respuestas del sistema. Según Earls (1989) ambas alternativas se usaron en la agricultura prehispánica.

16 - SERIE: se denomina a la secuencia total de comunidades que se reemplazan y a las comunidades que se suceden: ETAPAS DE SUCESION O ETAPAS DE DESARROLLO. - ETAPA PIONERA: es la comunidad o comunidades inicial y se caracteriza por plantas pioneras de sucesión temprana ( comúnmente plantas anuales de crecimiento rápido, tamaño pequeño, vida breve y producción de gran numero de producción de semillas de fácil dispersión). - CLIMAX: Es la comunidad o sistema estabilizado en la etapa terminal o madura, permanece en el tiempo hasta que es afectado por perturbaciones mayores. - SUCESION PRIMARIA: la sucesión en un sustrato previamente desocupado (nuevo flujo de lava) - SUCESION SECUNDARIA: la sucesión se inicia en un lugar previamente ocupado por otra comunidad (claro de un bosque o un campo de cultivo abandonado)

17 1. La energía auxiliar se encuentra bajo control humano : mano de obra humana, animal, fertilizantes, pesticidas, agua de irrigación, maquinaria, etc. 2. La diversidad de los organismos y cosechas se ve grandemente reducida (por el hombre) para maximizar el rendimiento de las cosechas. 3. Las plantas y animales predominantes lo hacen por selección artificial Están diseñados para maximizar la conversión de energía solar y subsidios energéticos: 1. Empleando energía auxiliar para mantenimiento de modo de lograr una conversión mayor de energía solar directamente a alimento 2. Por selección genética de plantas alimenticias y animales domésticos para optimizar el rendimiento en el ambiente especializado y con subsidio energético A. Agricultura preindustrial: autosuficiente y con mano de obra intensiva el granjero satisface sus necesidades alimenticias y vende o intercambia en mercados locales. B. Agricultura convencional o industrial: intensiva y mecanizada y subsidiada con combustible, produce alimentos en exceso para mercados locales y exportación. C. Agricultura sustentable o alternativa: hace un sostenimiento de rendimientos y utilidades, reduciendo la utilización de energía fósil y de subsidio.

18 - Antes de la REVOLUCION INDUSTRIAL los humanos eran una parte de los ecosistemas naturales en vez de estar separados de ellos. Hoy los humanos somos los depredadores y omnívoros superiores - - La agricultura temprana, preindustrial o tradicional aun ampliamente practicada era compatible con los sistemas naturales y a menudo enriquecía el paisaje. - Al incrementarse el uso de combustibles fósiles y fisión nuclear junto con el crecimiento de las ciudades y el aumento de la economía de mercado, los agroecosistemas han dejado de ser adecuados. - Para que las sociedades urbanas industriales sobrevivan en un mundo finito es imperativo que los tecnoecosistemas formen una conexión con los sistemas naturales que sustentan la vida de una manera positiva y mutualista

19 19 Los elementos más importantes que forman parte de la materia viva están presentes en la atmósfera, hidrósfera y geósfera y son incorporados por los seres vivos a sus tejidos. De esta manera, siguen un ciclo biogeoquímico que tiene una zona abiótica y una zona biótica.  La primera suele contener grandes cantidades de elementos biogeoquímicos pero el flujo de los mismos es lento, tienen largos tiempos de residencia.  En la parte biótica del ciclo, el flujo es rápido pero hay poca cantidad de tales sustancias formando parte de los seres vivos.

20 CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Los diferentes elementos químicos pasan del suelo, el agua o el aire a los organismos y de unos seres vivos a otros, hasta que vuelven, cerrándose el ciclo, al suelo o al agua o al aire. GASEOSOS SEDIMENTARIOS atmósfera – océanos suelo-rocas-minerales

21

22 22 Detritos/materia orgánica del suelo Biomasa vegetal y animal Atmósfera

23 23

24 Ciclo del Nitrógeno Nitrógeno Componente esencial de las proteínas y de la atmósfera Estado gaseoso(N 2 ) Debe fijarse para su utilización Acción química de alta energía Biológico Bacterias fijadoras de nitrógeno Radiación cósmica Relámpagos y rayos

25 25 Completamente sedimentario Reservorios en rocas y depósitos naturales de fosfatos Desconocido en la atmósfera

26 Eduardo Gómez 26 El azufre disuelto proviene del desgate de las rocas, de la erosión y de la descomposición de la materia orgánica El azufre gaseoso tiene como fuentes la descomposición de la materia orgánica, la emisión de DMS por algas de los océanos y las erupciones volcánicas El Dióxido de azufre(SO 2 )es un contaminante atmosférico