• Concepto de sistemas biológicos.

En biología un sistema biológico es un conjunto de organos que trabajan juntos para cumplir alguna función en el ser vivo.  Los principales sistemas son: Sistema adrenal, Sistema arterial- Sistema capilar, Sistema cardiovascular Sistema circulatorio, Sistema endocrino, Sistema exocrino-Sistema exteroceptivo- Sistema exterofectivo, Sistema extrapiramidal- Sistema haversiano- Sistema interofectivo- Sistema inmunológico- Sistema linfático Sistema mononuclear fagocítico- Sistema muscular- Sistema nervioso, Sistema nervioso autónomo, Sistema nervioso central- Sistema nervioso somático- Sistema nervioso periférico- Sistema óseo, Sistema piramidal- Sistema porta- Sistema portal accesorio de Sappey- Sistema reticular activador ascendente- Sistema rubroespinal- Sistema tendinoso- Sistema urogenital

Todo organismo viviente posee inteligencia, utiliza energía y tiene organización. Si falta cualquiera de estos tres elementos el sistema perece. Es evidente, entonces, que un común denominador, esencial a todo sistema biológico es el trío conformado por Inteligencia (I), Energía (E) y Organización (O):A mayor Inteligencia más tenderá el organismo a sobrevivir globalmente. Al dañarse ésta, desaparece.

 

• Describa el Subsistema Biosfera: conceptos básicos; los reinos funcionales; producción, productividad primaria, consumo, reducción, fotosíntesis

 

La biosfera es relativamente una capa delgada de agua, tierra y aire, con un espesor de solo 16 Km. ubicado en la Troposfera. Tiene la capacidad de generar vida y formar los diferentes ecosistemas que dependen de la energía solar, el calor y los nutrientes esenciales. En conclusión, la biosfera es el conjunto de ecosistemas.

Se dice que la biosfera esta ligada por lazos evolutivos, esto quiere decir, que cualquier sistema viviente influye en otro sistema que le rodee. Pero este sistema estos sistemas son afectados por el medio en el cual es transformado por las especies. Se puede considerar que la biosfera es un sistema sellado, porque mientras recibe suministro continuo del exterior, intercambia muy poca materia del universo .

CONCEPTOS BÁSICOS

Biocenosis: es la parte viviente del ecosistema, compuesta por todas las poblaciones de seres vivos que habitan en ella.

Biodiversidad: se refiere a la variedad de organismos en sus niveles poblacionales, individuales y genéticos que habitan un determinado lugar.

Biota: Conjunto de la fauna y la flora de una región. En realidad, explícitamente el término se refiere además a los hongos, las bacterias y los protistas que habitan un bioma.

Biotopo: es la parte no viviente del ecosistema, y comprende el clima, suelo y agua.

Comunidad: es el conjunto de las poblaciones de animales y plantas que habitan un determinado lugar.

Ecosistema: es la unidad que integran la biocenosis (comunidad) y el biotopo (entorno) que ocupa. En otras palabras, es una comunidad de seres vivos y el espacio físico donde vive y se relaciona.

Hábitat: es el lugar donde vive una especie en un ecosistema.

Medio ambiente o ambiente natural: es todo lo que rodea a un ser vivo. Incluye el espacio donde habita, la energía que utiliza, el clima, los minerales, otros seres vivos; en fin, todos los factores involucrados en sus actividades vitales.

Nicho ecológico: es la posición que ocupa una especie dentro de su comunidad y ecosistema.

Población: son todos los organismos pertenecientes a una misma especie.

Biotipo Es el lugar (topos) que ocupan los organismos, con los elementos y las condiciones ambientales que rodean la vida. Es el ambiente en el que se forma y al que se adaptan las diferentes formas de vida. Transformando el biotipo, la comunidad establece sus propias relaciones.

Biotopo: Territorio o espacio vital cuyas condiciones ambientales son las adecuadas para que en él se desarrolle una determinada comunidad de seres vivos.

REINOS FUNCIONALES

Hoy la clasificación alude a los ya mencionados reinos: Monera, Protista, Hongos, Vegetales y Animales, cuyas las particularidades celulares se resumen en el siguiente cuadro:

 

 

El reino Monera está constituido por organismos unicelulares procariotas, por lo que las reglas mencionadas con relación a esa célula con anterioridad valen aquí para el organismo entero.

 

 

 

REINO VEGETAL Y ANIMAL

En el reino vegetal -así como en el animal-, el material viviente fundamental es el protoplasma (células eucariotes) ya analizado: se observan los mismos “orgánulos” auto replicables (cloroplastos, en el caso de las plantas), las mismas estructuras citoplasmáticas, las mismas relaciones en todos los elementos, como también en consecuencia, una identidad de funcionamiento.

PRODUCCIÓN

Cuando se habla de producción de un ecosistema se hace referencia a la cantidad de energía que ese ecosistema es capaz de aprovechar. Una pradera húmeda y templada, por ejemplo, es capaz de convertir más energía luminosa en biomasa que un desierto y, por tanto, su producción es mayor.

PRODUCTIVIDAD PRIMARIA

Es la cantidad de materia orgánica producida por las plantas verdes, con capacidad de fotosíntesis u organismos autótrofos, a partir de sales minerales, dióxido de carbono y agua, utilizando la energía solar, en un área y tiempo determinados. Se expresa en términos de energía acumulada (calorías/ml/día o en calorías/ml/hora) o en términos de la materia orgánica sintetizada (gramos/m2/día o kg/hectárea/año), que es el método más fácil y asequible. Por ejemplo, podemos calcular la productividad de una hectárea de alfalfa en un año, con cuatro cortes, pesando la materia obtenida fresca o en seco. Podríamos en determinadas regiones llegara unos 100 000 kg/ha/año en peso húmedo.

CONSUMO

Para sobrevivir, un ecosistema necesita un abastecimiento continuo de materiales esenciales. Estos pueden venir de fuera del sistema, del reciclaje de los materiales o de ambos. Un diagrama de sistema puede ser usado para mostrar las fuentes y flujos, de los materiales más importantes y de la energía. Un diagrama puede también diseñarse para mostrar las fuentes y flujos de cada tipo de material por separado.

Generalmente, se puede resumir el proceso de producción de la fotosíntesis por las plantas verdes (por ejemplo: hojas de los árboles) con ayuda de energía solar, de la siguiente manera:

(agua) + (dióxido de carbono) + (nutrientes) (material orgánico) + (oxígeno)

El proceso de consumo orgánico por los consumidores (incluyendo fuego y consumo industrial de combustibles) ocurre en dirección contraria:

(material orgánico) + (oxígeno) (agua) + (dióxido de carbono) + (nutrientes)

Las diversas plantas verdes utilizan la energía del sol, agua y nutrientes del suelo y dióxido de carbono del aire para producir materia orgánica. Parte de la materia orgánica es alimento de insectos cuando aún esta verde, parte es consumida por microbios (organismos microscópicos) luego de caer al suelo, parte se quema en los incendios. Los consumidores usan oxígeno del aire y liberan nutrientes, dióxido de carbono y un poco de agua como subproductos.

El viento es una fuente externa que abastece oxígeno y dióxido de carbono. Cuando el viento sopla a través de la floresta, lleva consigo cualquier exceso de dióxido de carbono acumulado por los consumidores.

REDUCCIÓN

 Las plantas pueden obtener el nitrógeno que necesitan a partir de los nitratos (NO₃^-), por ejemplo. Los nitratos son absorbidos por las raíces y transportados por los vasos leñosos hacia el parénquima clorofílico de la hoja.

 En los nitratos el nitrógeno se encuentra en una forma muy oxidada, mientras que en los compuestos orgánicos se encuentra en forma reducida. La reducción es realizada por el NADPH y la energía necesaria para el proceso es aportada por el ATP. Ambos productos, como ya sabemos, se obtienen en grandes cantidades en la fase luminosa de la fotosíntesis. Esta es la razón por la que la reducción del nitrógeno y su incorporación en las sustancias orgánicas se realiza en los cloroplastos, y no porque el proceso necesite de una manera directa la luz.

 

La fotosíntesis: es la base de la vida actual en la Tierra. Consiste en una serie de procesos mediante los cuales las plantas, algas y algunas bacterias captan y utilizan la energía de la luz para transformar la materia inorgánica de su medio externo en materia orgánica que utilizarán para su crecimiento y desarrollo. Los organismos capaces de llevar a cabo este proceso se denominan autótrofos. Las plantas absorven dioxido de carbono para realizar su fotosíntesis., fijación y flujo de energía.

·         Que es reconocido como Autoecología?

Es reconocido como autoecología al escalón más básico de la ecología que estudia las especies en relación al eslabón superior. Además, se encarga del estudio de las adaptaciones de una especie a los factores abióticos.

Sin embargo, también se reconoce como autoecología a la ciencia que estudia las relaciones de una sola especie con su medio. Se basa en el análisis cuantitativo, que se interesa por la distribución geográfica y la dinámica poblacional (natalidad, mortalidad) y el cualitativo, que considera a los caracteres genéticos.

·   Importancia del concepto de Ecosistemas, relaciones biota-biotopo.

Es importante el concepto de ecosistema ya que representa a un sistema dinámico relativamente autónomo, formado por una comunidad natural y su ambiente físico. Además, tiene en cuenta las complejas interacciones entre los organismos (plantas, animales, bacterias, algas, protozoos y hongos, entre otros) que forman la comunidad y los flujos de energía y materiales que la atraviesan. Además, un ecosistema está constituido por una comunidad biológica o biocenosis y por un medio físico abiótico, el biotopo o ecotopo y la biota, la cual es el conjunto de plantas o animales de un área determinada. Esto demuestra que dentro del ecosistema la relación biota-biotopo incluye a todos los organismos que aparecen asociados en el ecosistema, con relaciones mutuas de carácter trófico, de competencia o de asociación permanente. Asimismo, la capacidad de autoorganización que se puede ver es una expresión de las habilidades autopoyéticas de la vida;  este tipo sistema autoorganizado y disipativo mantienen un estado más o menos estable, estado estacionario, a la vez que permanecen alejados del equilibrio termodinámico; y es a ese estado al que se le alude equívocamente cuando se habla de equilibrio ecológico.

El ecosistema es el nivel de organización de la naturaleza que interesa a la ecología. En la naturaleza los átomos están organizados en moléculas y estas en células. Las células forman tejidos y estos órganos que se reúnen en sistemas, como el digestivo o el circulatorio. Un organismo vivo está formado por varios sistemas anatómico-fisiológicos íntimamente unidos entre sí. 

 

Ejemplos de ecosistemas.- La ecosfera en su conjunto es el ecosistema mayor. Abarca todo el planeta y reúne a todos los seres vivos en sus relaciones con el ambiente no vivo de toda la Tierra. Pero dentro de este gran sistema hay subsistemas que son ecosistemas más delimitados. Así, por ejemplo, el océano, un lago, un bosque, o incluso, un árbol, o una manzana que se esté pudriendo son ecosistemas que poseen patrones de funcionamiento en los que podemos encontrar paralelismos fundamentales que nos permiten agruparlos en el concepto de ecosistema.

Funcionamiento del ecosistema

El funcionamiento de todos los ecosistemas es parecido. Todos necesitan una fuente de energía que, fluyendo a través de los distintos componentes del ecosistema, mantiene la vida y moviliza el agua, los minerales y otros componentes físicos del ecosistema. La fuente primera y principal de energía es el sol.

En todos los ecosistemas existe, además, un movimiento continuo de los materiales. 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.  En el ecosistema la materia se recicla -en un ciclo cerrado- y la energía pasa - fluye- generando organización en el sistema.

 

 

 

       Ciclo energético del ecosistema

Estudio del ecosistema

Al estudiar los ecosistemas interesa más el conocimiento de las relaciones entre los elementos, que el cómo son estos elementos. Los seres vivos concretos le interesan al ecólogo por la función que cumplen en el ecosistema, no en sí mismos como le pueden interesar al zoólogo o al botánico. Para el estudio del ecosistema es indiferente, en cierta forma, que el depredador sea un león o un tiburón. La función que cumplen en el flujo de energía y en el ciclo de los materiales son similares y es lo que interesa en ecología. 

Como sistema complejo que es, cualquier variación en un componente del sistema repercutirá en todos los demás componentes. Por eso son tan importantes la s relaciones que se establecen.

Los ecosistemas se estudian analizando las relaciones alimentarias, los ciclos de la materia y los flujos de energía.

 a) Relaciones alimentarias.-

La vida necesita un aporte continuo de energía que llega a la Tierra desde el Sol y pasa de unos organismos a otros a través de la cadena trófica.

Ejemplo de cadena trófica

Las redes de alimentación (reunión de todas las cadenas tróficas) comienzan en las plantas (productores) que captan la energía luminosa con su actividad fotosintética y la convierten en energía química almacenada en moléculas orgánicas. Las plantas son devoradas por otros seres vivos que forman el nivel trófico de los consumidores primarios (herbívoros). 

La cadena alimentaria más corta estaría formada por los dos eslabones citados (ej.: elefantes alimentándose de la vegetación). Pero los herbívoros suelen ser presa, generalmente, de los carnívoros (depredadores) que son consumidores secundarios en el ecosistema. Ejemplos de cadenas alimentarias de tres eslabones serían: 

hierba ß vaca ß hombre 

algas ß krill ß ballena.

Las cadenas alimentarias suelen tener, como mucho, cuatro o cinco eslabones - seis constituyen ya un caso excepcional-. Ej. de cadena larga sería: 

algas ß rotíferos ß tardigrados ß nemátodos ß musaraña ß autillo

 Pero las cadenas alimentarias no acaban en el depredador cumbre (ej.: autillo), sino que como todo ser vivo muere, existen necrófagos, como algunos hongos o bacterias que se alimentan de los residuos muertos y detritos en general (organismos descomponedores o detritívoros). De esta forma se soluciona en la naturaleza el problema de los residuos. 

Los detritos (restos orgánicos de seres vivos) constituyen en muchas ocasiones el inicio de nuevas cadenas tróficas. Por ej., los animales de los fondos abisales se nutren de los detritos que van descendiendo de la superficie.

Las diferentes cadenas alimentarias no están aisladas en el ecosistema sino que forman un entramado entre sí y se suele hablar de red trófica.

Una representación muy útil para estudiar todo este entramado trófico son las pirámides de biomasa, energía o nº de individuos. En ellas se ponen varios pisos con su anchura o su superficie proporcional a la magnitud representada. En el piso bajo se sitúan los productores; por encima los consumidores de primer orden (herbívoros), después los de segundo orden (carnívoros) y así sucesivamente. 

Pirámide de energía de una cadena trófica acuática

 b) Ciclos de la materia

Los elementos químicos que forman los seres vivos (oxígeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno, azufre y fósforo, etc.) van pasando de unos niveles tróficos a otros. Las plantas los recogen del suelo o de la atmósfera y los convierten en moléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos). Los animales los toman de las plantas o de otros animales. Después los van devolviendo a la tierra, la atmósfera o las aguas por la respiración, las heces o la descomposición de los cadáveres, cuando mueren. De esta forma encontramos en todo ecosistema unos ciclos del oxígeno, el carbono, hidrógeno, nitrógeno, etc. cuyo estudio es esencial para conocer su funcionamiento.

 c)Flujo de energía

En esta sucesión de etapas en las que un organismo se alimenta y es devorado, la energía fluye desde un nivel trófico a otro. Las plantas verdes u otros organismos que realizan la fotosíntesis utilizan la energía solar para elaborar hidratos de carbono para sus propias necesidades. La mayor parte de esta energía química se procesa en el metabolismo y se pierde en forma de calor en la respiración. Las plantas convierten la energía restante en biomasa, sobre el suelo como tejido leñoso y herbáceo y bajo éste como raíces. Por último, este material, que es energía almacenada, se transfiere al segundo nivel trófico que comprende los herbívoros que pastan, los descomponedores y los que se alimentan de detritos. Si bien, la mayor parte de la energía asimilada en el segundo nivel trófico se pierde de nuevo en forma de calor en la respiración, una porción se convierte en biomasa. En cada nivel trófico los organismos convierten menos energía en biomasa que la que reciben. Por lo tanto, cuantos más pasos se produzcan entre el productor y el consumidor final, la energía que queda disponible es menor. Rara vez existen más de cuatro eslabones, o cinco niveles, en una cadena trófica. Con el tiempo, toda la energía que fluye a través de los niveles tróficos se pierde en forma de calor. El proceso por medio del cual la energía pierde su capacidad de generar trabajo útil se denomina entropía.

 

 

El ecosistema se mantiene en funcionamiento gracias al flujo de energía que va pasando de un nivel al siguiente. La energía fluye a través de la cadena alimentaria sólo en una dirección: va siempre desde el sol, a través de los productores a los descomponedores. La energía entra en el ecosistema en forma de energía luminosa y sale en forma de energía calorífica que ya no puede reutilizarse para mantener otro ecosistema en funcionamiento. Por esto no es posible un ciclo de la energía similar al de los elementos químicos.

 

INFOGRAFIA

 

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_biol%C3%B3gico

http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2000088/lecciones/seccion1/capitulo02/tema06/01_02_06.htm

http://html.rincondelvago.com/ecosistema_4.html

 

Investigación de Artículos de Internet.

 

http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761572911/Fotos%C3%ADntesis.html

 

La fotosíntesis tiene lugar dentro de las células, en orgánulos llamados cloroplastos que contienen las clorofilas y otros compuestos, en especial enzimas, necesarios para realizar las distintas reacciones. Estos compuestos están organizados en unidades de cloroplastos llamadas tilacoides; en el interior de éstos, los pigmentos se disponen en subunidades llamadas fotosistemas. Cuando los pigmentos absorben luz, sus electrones ocupan niveles energéticos más altos, y transfieren la energía a un tipo especial de clorofila llamado centro de reacción.

 

Si los químicos lograran reproducir la fotosíntesis por medios artificiales, se abriría la posibilidad de capturar energía solar a gran escala. En la actualidad se trabaja mucho en este tipo de investigación. Todavía no se ha logrado sintetizar una molécula artificial que se mantenga polarizada durante un tiempo suficiente para reaccionar de forma útil con otras moléculas, pero las perspectivas son prometedoras.

 

 

http://www.jccm.es/edu/cp/nsbuensuceso/Estudio/INDEX.htm

 

Todos los seres vivos de un ecosistema se relacionan entre sí para alimentarse, protegerse, reproducirse...Las relaciones de alimentación son muy importantes en un ecosistema, porque los seres vivos se alimentan unos de otros y forman cadenas alimenticias.

Como todos los seres vivos de un ecosistema están relacionados, cualquier cambio influye en todos ellos. Según el ecosistema en el que nos encontremos, habitarán distintos seres vivos que estén adaptados  para sobrevivir en él. Por ejemplo, en los desiertos, que son muy secos, viven camellos y cactos, que están adaptados a la falta de agua.

Los seres vivos de un ecosistema influyen también en el lugar en que habitan; por ejemplo los excrementos de algunos seres vivos sirven de abono para determinadas plantas.  

 

http://www.fortunecity.es/expertos/profesor/171/ecologia.html

 

El medio ambiente es el conjunto de elementos abióticos (energía solar, suelo, agua y aire) y bióticos (organismos vivos) que integran la delgada capa de la Tierra llamada biosfera, sustento y hogar de los seres vivos.

Dimensiones del medio ambiente

q       Dimensión física : Conocimientos de geografía, geología, física, química, geometría, matemática, etc.

q       Dimensión biológica : Conocimientos etológicos, zoológicos, botánicos, fisiológicos, etc.

q       Dimensión antrópica : Conocimientos de economía, antropología, historia, culturales, sociológicos, etc.