AY Honors/Ecology - Advanced/Answer Key/es

Ecología - Avanzado
Asociación General Estudio de la naturaleza	Destreza: 3 Año de introducción: 1972

Requisitos

1. Tener la especialidad de Ecología.

Para consejos e instrucciones, véase Ecología.

1

Tener la especialidad de Ecología.

Para consejos e instrucciones, véase Ecología.

2

Decir la primera y segunda ley de la termodinámica y explicar la forma en que son importantes para la ecología.

Primera ley

«En cualquier proceso, la energía total del universo permanece constante.»

Más sencillamente, la Primera Ley establece que la energía no puede ser creada o destruida; más bien, la cantidad de energía perdida en un proceso de estado estacionario no puede ser mayor que la cantidad de energía ganada.

Esta es la declaración de conservación de energía para un sistema termodinámico. Se refiere a las dos formas en que un sistema cerrado transfiere energía hacia y desde su entorno - por el proceso de calentamiento (o enfriamiento) y el proceso de trabajo mecánico. La tasa de ganancia o pérdida en la energía almacenada de un sistema está determinada por las tasas de estos dos procesos. En los sistemas abiertos, el flujo de la materia es otro mecanismo de transferencia de energía y los términos adicionales deben ser incluidos en la expresión de la primera ley.

En un sentido ecológico, la primera ley muestra que la energía de una criatura debe venir de «alguna parte» y debe «irse» a otra parte también. Los productores primarios transfieren la energía del sol a los consumidores primarios y a los consumidores secundarios en la parte superior de la cadena alimentaria. A lo largo del camino, parte de la energía se disipa en forma de calor.

Segunda ley

«La entropía de un sistema aislado que no esté en equilibrio tenderá a aumentar con el tiempo, acercándose a un valor máximo en equilibrio.»

Se puede considerar la entropía como una medida del caos o del desorden. Un alto nivel de entropía significa un alto nivel de desorden. Un bajo nivel de entropía significa un alto nivel de orden. Así, por ejemplo, un vaso roto tiene menos orden y más caos que uno intacto. Del mismo modo, los cristales sólidos, la forma más organizada de la materia, tienen valores de entropía muy bajos; y los gases, que están altamente desorganizados, tienen altos valores de entropía. Más al punto, un árbol es una unidad biológica altamente organizada, pero cuando se quema, la mayor parte de su energía se transforma en calor, que es altamente desorganizado.

La segunda ley establece que el desorden de un sistema aislado aumenta o que el orden en ese sistema disminuye. Se vuelve más caótico con el tiempo. La ciencia de la termodinámica se ocupa de la transferencia de energía. La segunda ley dicta que cuando la energía se transfiere de un estado a otro, la entropía del universo debe aumentar. Un buen ejemplo sería cuando un animal de sangre caliente emite calor. La energía comienza en una forma altamente organizada dentro del animal. A medida que el animal metaboliza su energía alimentaria y forma calor, el calor irradia desde el animal en una forma altamente desorganizada.

Cada vez que la energía se transfiere de un organismo a otro, parte de esa energía se pierde, sobre todo en forma de calor. De hecho, sólo un 10% de la energía de un organismo a un nivel trófico bajo puede transferirse a un organismo al siguiente nivel trófico. Debido a esta ineficiencia, los niveles tróficos «siempre» aparecen como pirámides, con los productores primarios formando la base, y los consumidores secundarios y terciarios formando el ápice.

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Explicar los tres niveles tróficos básicos (de alimentación) y dar un buen ejemplo de una planta o un animal para cada una de ellos.

Los tres niveles tróficos básicos son «productores primarios», «consumidores» y «descomponedores».

En los ecosistemas terrestres, las plantas, como la hierba, son los productores primarios y forman el primer nivel trófico (productores primarios). A continuación están los herbívoros (consumidores) que comen la hierba, como conejos. A continuación están los carnívoros (consumidores secundarios) que comen los conejos, como los linces. Los descomponedores son aquellos seres vivos que obtienen la materia y la energía de los restos de otros seres vivos, como los hongos.

Tenga en cuenta que las relaciones tróficas rara vez son tan simples. La mayoría de las veces son más como una una «red» que una «cadena». Por ejemplo, los leones de montaña pueden comer tanto conejos como linces. La clasificación trófica del león de montaña existe en dos niveles, posiblemente más.

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Explicar o diagramar las tres tipos de pirámides ecológicas en la cadena alimenticia. Dar un ejemplo de cada una de los niveles de la pirámide.

Pirámide de números

Una pirámide numérica intenta ilustrar relaciones tróficas mostrando el número de organismos en cada nivel trófico. El número de plantas de hierba siempre será mayor que el número de cebras, que será mayor que el número de leones. Las pirámides numéricas tienden a enfatizar excesivamente la importancia de los niveles inferiores porque no tiene en cuenta el tamaño de los organismos, sólo el «número».

Las pirámides numéricas cuantifican cada nivel usando organismos por metro cuadrado.

Pirámide de biomasa

Una pirámide de biomasa ilustra las relaciones tróficas al mostrar la cantidad de masa biológica (excluyendo el agua) en cada nivel trópico. Esto es una mejora con respecto a la pirámide numérica, pero todavía tiende a exagerar la importancia de los niveles inferiores porque no tiene en cuenta la productividad de cada nivel. En el océano, las algas forman la base de la pirámide alimenticia. Aunque las algas son de corta duración, se reproducen muy rápidamente. Esto hace que tengan una biomasa que es realmente menor que la biomasa del zooplancton, el siguiente nivel trófico más alto. El zooplancton vive mucho más tiempo que las algas y tiene una tasa de reproducción más lenta.

Las pirámides de la biomasa cuantifican a menudo cada nivel usando gramos por metro cuadrado.

Pirámide de energía

Una pirámide de energía ilustra las relaciones tróficas al mostrar la cantidad de energía disponible en cada nivel trófico. Porque no toda la energía es transferida encima de la pirámide, también demuestra la eficacia de cada nivel.

Las pirámides energéticas a menudo cuantifican cada nivel usando calorías por metro cuadrado.

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Definir el ciclo bio-geoquímico y explicar o diagramar todos lo componentes básicos por los cuales pasa el ciclo.

En ecología y ciencias de la Tierra, un «ciclo biogeoquímico» es un circuito o vía por la cual un elemento químico o molécula se mueve a través de compartimentos tanto bióticos («bio-») como abióticos («geo-») de un ecosistema. En efecto, el elemento se recicla, aunque en algunos de estos ciclos puede haber lugares donde el elemento se acumula o se mantiene durante un largo período de tiempo.

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Diagramar o explicar los pasos básicos en el flujo de energía a través del entorno biótico (elemento) de un ecosistema. Comenar con el sol.

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Explicar la Ley de Liebig de la capacidad mínima y la Ley de la tolerancia de Shelford, e indicar cómo estas leyes nos dicen cómo y por qué ciertas plantas y animales están en peligro de extinción o son eliminados cuando su hábitat o comunidad son interrumpidos o quedan fuera de su balance.

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Escoger una comunidad biológica en su área, como un bosque o selva; un pantano, lago o estanque; pastos o praderas de pastizales; un cañón o un bosque maderero, etc., que está perturbado o ecológicamente fuera de equilibrio de alguna manera. Hacer una descripción del mismo, incluyendo cómo y en qué medida es perturbado. A continuación, hacer recomendaciones en cuanto a la forma en que la comunidad puede mejorar y cuando sea posible, dar seguimiento y contribuir a mejorar a la comunidadbiológica de alguna forma.

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Dedicar un mínimo de 20 horas haciendo trabajo activo y productivo en un proyecto de ecología en su área. Esto puede hacerse individualmente o como grupo. Describir el proyecto en general, pero informar específicamente su parte en él.

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Definir los siguientes términos:

10a

Comunidad

In ecology, a community is an assemblage of populations of different species, interacting with one another.

10b

Las materias primas

Raw materials are the materials an organism needs but cannot manufacture on its own. They must found in the organism's environment.

10c

La fotosíntesis

Photosynthesis is the conversion of light energy into chemical energy by living organisms. The raw materials are carbon dioxide and water, the energy source is sunlight, and the end-products include glucose and oxygen. It is arguably the most important biochemical pathway, since nearly all life depends on it.

10d

Quimio-síntesis

Chemosynthesis is the biological conversion of one or more carbon molecules (usually carbon dioxide or methane) and nutrients into organic matter using the oxidation of inorganic molecules (e.g. hydrogen gas, hydrogen sulfide) or methane as a source of energy, rather than sunlight, as in photosynthesis. Large populations of animals can be supported by chemosynthetic primary production at hydrothermal vents, methane clathrates, cold seeps, and whale falls.

10e

Autótrofos

Autotrophy (from the Greek autos = self and trophe = nutrition) is the production of complex organic compounds from simple inorganic molecules and an external source of energy, such as light or chemical reactions of inorganic compounds. Autotrophs are considered producers in a food chain. Plants and other organisms that carry out photosynthesis are phototrophs (or photoautotrophs). Bacteria that utilize the oxidation of inorganic compounds such as hydrogen sulfide, ammonium or ferrous iron as an energy source are chemoautotrophs (some are known as lithotrophs).

10f

Heterótrofos

Heterotrophy (Greek heterone = (an)other and trophe = nutrition) is the use by an organism of organic substrates to get its carbon for growth and development. A heterotroph is known as a consumer in the food chain. Contrast with autotrophs which use inorganic carbon dioxide or bicarbonate as sole carbon source. All animals are heterotrophic, as are fungi and many bacteria.

10g

Equilibrio ecológico

An ecosystem is in ecological balance if all its biogeochemical cycles are able to complete their circuits.

10h

Saprofito

A saprobe (or saprotroph) is an organism that obtains its nutrients from non-living organic matter, usually dead and decaying plant or animal matter, by absorbing soluble organic compounds. Since saprotrophs cannot make food for themselves, they are considered a type of heterotroph. They include many fungi (the rest being parasitic, commensal or mutualistic symbionts), bacteria, and protozoa. Animal scavengers, such as dung beetles, vultures, and a few unusual non-photosynthetic plants are also sometimes referred to as saprotrophs, but are more commonly called saprophages.

10i

Descompositor

Decomposers and detritivores utilize energy from wastes or dead organisms, and so complete the cycle by returning nutrients to the soil or water, and carbon dioxide to the air and water.

10j

Productor

Producers (autotrophs) utilize energy from the sun and nutrients from the abiotic environment (carbon dioxide from the air or water, other nutrients from the soil or water) to perform photosynthesis and grow. Producers are generally green plants (those with chlorophyll).

10k

Consumidor

Consumers (heterotrophs) are organisms that feed on other organisms.

10l

Factor limitante

In biology, agricultural science, physiology, and ecology, a limiting factor is one that controls a process, such as organism growth or species population size or distribution. The availability of food, predation pressure, or availability of shelter are examples of factors that could be limiting for a species population in a specific area.

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