UNIDAD N. 1 ECOSISTEMA.

1.1Conceptos Básicos.

Ecología: Es la ciencia que estudia las reacciones que hay entre los seres vivos y el medio en el que viven.

Población: Conjunto de organismos que habitan la tierra o cualquier división geográfica en ella. Una característica principal de una población son las que se pueden reproducir.

Comunidad: Todos los organismos vivos que se encuentran en un ambiente determinado. Incluye, por tanto, todas las poblaciones de las diferentes especies que viven juntas. Por ejemplo la comunidad de una pradera estará formada por todas las plantas, animales, bacterias, hongos que se encuentran en el lugar ocupado por la pradera. 

Medio: Es todo lo que rodeo un organismo.

Ambiente: Es el conjunto de elementos que interactúan en un espacio y tiempo determinado.

Sustrato: Es lugar en el que se desarrolla un organismo. En la naturaleza básicamente encontramos los sustratos acuáticos y los terrestres.

Nicho ecológico: Los organismos de cualquier especie sólo pueden sobrevivir, crecer, reproducirse y mantener una población viable dentro de ciertos límites de condiciones y recursos.

Biosfera: Todos los organismos vivos de la Tierra. Reúne, por tanto, a todas las comunidades.

1.2  Clasificación Estructura y Funcionamiento de los Ecosistemas.

Clasificación de la ecología:

• La Ecología Microbiana: Es la rama de la ecología que estudia a los microrganismos en su ambiente natural, los cuales mantienen una actividad continua imprescindible para la vida en la Tierra.
• La Ecología Matemática: Se dedica a la aplicación de los teoremas y métodos matemáticos a los problemas de la relación de los seres vivos con su medio y es, por tanto, una rama de la biología.
• La Ecología Urbana: Es una disciplina cuyo objeto de estudio son las interrelaciones entre los habitantes de una aglomeración urbana y sus múltiples interacciones con el ambiente.
• La Ecología de la Recreación: Es el estudio científico de las relaciones ecológicas entre el ser humano y la naturaleza dentro de un contexto recreativo.
• La Ecología del Paisaje: Es una disciplina a caballo entre la geografía física orientada regionalmente y la biología.
• La Ecología Regional: Es una disciplina que estudia los procesos ecosistémicos como el flujo de energía, el ciclo de la materia o la producción de gases de invernadero a escala de paisaje regional o bioma.
• La Ecología de Comunidades: Es la parte de la Ecología que se encarga del estudio del nivel de organización superior de la materia viva llamada comunidad.
• La Ecología de Poblaciones: Es una rama de la demografía que estudia las poblaciones formadas por los organismos de una misma especie desde el punto de vista de su tamaño (número de individuos), estructura (sexo y edad) y dinámica (variación en el tiempo).
• La Ecología Evolutiva: Estudia la evolución en poblaciones de organismos actuales.
• La Ecología del comportamiento: Es la ciencia que estudia la conducta animal desde el punto de vista de la evolución.

Estructura y 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 continúo 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.

Factores físicos del ecosistema: Los seres vivos requieren un sustrato, o medio, donde, residir y encontrar su alimentó, así como una fuente de energía con la que transformar éste en sustancia orgánica propia. El medio, ya sea el agua, el aire o el suelo, y la energía, procedente del Sol o reacciones químicas, constituyen los factores físicos de cualquier ecosistema.

La luz y la energía: La principal fuente de energía para los seres vivos del planeta es la luz solar, es decir, el conjunto de radiaciones que nos llega del sol y que atraviesa el espacio, primero y después la atmosfera. No todas las radiaciones alcanzan la superficie de la tierra y menos al fondo de los océanos, ni tampoco la energía que transportan.

La atmósfera: De los casi cuatrocientos kilómetros de altura con que cuenta la atmosfera terrestre solo los cinco o seis primeros son aptos para la vida, ya que por encima de esa altitud las condiciones son adversas para el desarrollo de las reacciones orgánicas y de cualquier se vivo. La atmosfera se compone de muchos elementos y compuestos químicos, pero los principales son el nitrógeno (78.08%), el oxigeno (20.94%), el argón (0.93%) y el dióxido de carbono (0.03%). El agua es otro de los componentes y posee una enorme influencia sobre la vida; la cantidad presente en el aire se predomina humedad y es un factor decisivo para el desarrollo de infinidad de organismo.

El agua: El conjunto de todas las aguas del planeta, la hidrosfera, es el medio original donde, al parecer, surgió inicialmente la vida. La densidad del agua (775 veces superior a la del aire), su viscosidad (mas de 100 veces la del aire), la cantidad de sustancias que contiene disueltas     (la salinidad) y la presión que ejerce sobre cualquier cuerpo sumergido en ella (que aumenta con la profundidad) son los concionantes que determinan las características de los organismos acuáticos).

El suelo: Es la proporción de la corteza terrestre en la que se desarrolla toda forma de vida. Forma una capa muy delgada, pues apenas profundiza más allá de algunas decenas de metros. Sin embargo, al contener los elementos químicos necesarios para la fotosíntesis y servir de sustrato al que fijarse las plantas, es una porción de l medio físico de gran importancia.

1.3  Factores Bióticos  y Abióticos

Introducción

 Los factores bióticos y abióticos, como su nombre lo dice son factores, que intervienen en el equilibrio de los ecosistemas, es decir, son los responsables de la   estabilidad o en caso contrario de la inestabilidad de estos. Por ejemplo, la adaptación de los seres humanos es mucho mas evidente que en otra especies, puede convertir zonas desérticas en campos de cultivos y a la vez convertir en un desierto cualquier zona verde, la población de humanos es considerada como un factor biótico; ahora la cantidad de luz que recibe diariamente un bosque tropical es diferente a la que recibe un bosque templado generando diferencias considerables en el proceso de adaptación de los seres vivos y encontramos que los bosque templados tienen menos especies pero más individuos por especie y los bosques tropicales suelen tener más especies pero menos individuos por especie, la luz desconsiderada como un factor abiótico.

Factores Bióticos

Son todos los organismos vivientes que comparten un mismo ambiente, no importa si son unicelulares o pluricelures, aun así son considerando como un factor de este tipo. Factores bióticos, son definidas así ala relaciones de un ser vivo con otros organismos de un mismo ecosistema y que condicionan su existencia. Los factores bióticos se clasifican en:

A) Individuo: Así se considera a cada uno de los organismos que forman parte de la biodiversidad del planeta como lo es una bacteria, una ballena, un gato, un elefante.  Estos organismos pueden afectar de manera positiva o negativa o simplemente no ocasionar ningún cambio en el ecosistema o medio que lo rodea, por ejemplo: Un hongo, es un organismo que a pesar de vivir gracias a la materia orgánica, es decir es un organismo heterótrofo, no afecta de manera negativa en lo más mínimo al resto del ecosistema, ya que su función es la de descomponer la materia orgánica muerta en los nutrientes básicos y de esta manera devueltos al medio para que sean aprovechados por otro ser vivo.

 B) Poblaciones: Como los individuos no pueden vivir solos, por el contrario, requieren de los demás organismos de la naturaleza, se organizan en poblaciones que son consideradas como un conjunto de individuos de la misma especie que viven en un área determinada; por ejemplo en un bosque encontramos poblaciones de árboles, aves, insectos, conejos entre otros.

C) Comunidad: Cuando en un lugar determinado interaccionan diversas poblaciones se forma una comunidad, por ejemplo, en un bosque interaccionan gran variedad de poblaciones vegetales como robles y cedros; de animales como mariposas, ardillas, entre otros.

Factores abióticos

 Al contrario de los factores bióticos, estos comprenden todo lo que no tiene vida, como lo son la sustancias orgánicas o inorgánicas o condiciones ambientales, es   decir, son cualquier factor químico-físico. Pueden acelerar la diversidad y crecimiento de poblaciones de seres vivos, aunque también son los principales frenos de crecimiento de una estas.

1.4 Flujo de Energía

De toda la energía solar que llega a la superficie terrestre, sólo una pequeña parte, entre un 0,1% y 1% se incorpora a los organismos productores o autótrofos .A partir de esta entrada de energía solar comienza un flujo unidireccional de energía a través de todos los organismos de un ecosistema, que fluye desde los organismos autótrofos hasta los heterótrofos, hasta que finalmente se disipa en el medio ambiente.

La fuente fundamental de energía en casi todos los ecosistemas es la radiante energía del sol; la energía y la materia orgánica pasan a lo largo de la cadena alimentaria del ecosistema. Los organismos son clasificados según el número de transferencias energéticas que pasan a través de una red alimentaria.

 La producción foto autotrófica de materia orgánica representa la primera transferencia energética en los ecosistemas, y recibe la clasificación de producción primaria. El consumo de una planta por un herbívoro es la segunda transferencia energética, por lo que los herbívoros ocupan el segundo nivel trófico, también conocido como producción secundaria. Los organismos consumidores que se encuentran a una, dos o tres transferencias desde los autótrofos son clasificados como consumidores primarios, secundarios y terciarios. Al moverse a través de una red alimentaria, la energía se pierde durante cada transferencia en forma de calor, según lo describe la segunda ley de termodinámica. Por consiguiente, el número total de transferencias de energía rara vez excede de cuatro o cinco; con la pérdida de energía durante cada transferencia, es poca la energía disponible para mantener organismos en los niveles superiores de cualquier red alimentaria.

                                                                                                                                                             

Ley del Diezmo

Hemos dicho que en la medida que la energía pasa de un nivel trófico a otro, la mayor parte de ella se pierde en la respiración. Es una consecuencia de la segunda ley de la termodinámica ya que en cada transferencia hay una perdida considerable de energía. Es lo que se conoce como la Ley del Diez por Ciento o la Ley de Diezmo Ecológico

Al aplicar las leyes de la termodinámica al flujo de energía y materia y a la formación de biomasa, se ha considerado que al pasar de un nivel trófico a otro se obtiene sólo el 10% de la energía que se obtuvo en el nivel precedente, lo que significa que, de un 100% de energía capturada, los organismos ocupan el 90% en su metabolismo, movimiento, transporte, etc. almacenando en su estructura un 10% del total consumido para ser aprovechado por el siguiente nivel trófico. El enunciado de este fenómeno dice en concreto: Sólo el 10% de la energía fijada en un nivel trófico es utilizado por el siguiente nivel.

Analizando este enunciado observamos que un productor aprovecha el 90% de la energía solar que fija para realizar sus funciones de sobrevivencia y en caso de servir de alimento a algún herbívoro esto sólo podrá utilizar el 10% de toda la energía que fijó el vegetal. A su vez el herbívoro utiliza el 90% de esa cantidad que recibió para sobrevivir, y en caso de servir de alimento a algún carnívoro éste, sólo podrá utilizar el 10% de la cantidad que recibió el herbívoro.

Hagamos un simple ejercicio.

Basándonos en la ley del diez por ciento, calculemos los kilocalorías (C) que cada nivel de la cadena alimentaria debe añadir a su contenido energético, considerando que cada uno se alimenta con el tejido de un organismo de nivel precedente.

Leyes de la Termodinámica

Primera ley de la termodinámica

Permítase que un sistema cambie de un estado inicial de equilibrio, a un estado final de equilibrio, en un camino determinado, siendo el calor absorbido por el sistema y el trabajo hecho por el sistema. Después calculamos el valor de. A continuación cambiamos el sistema desde el mismo estado hasta el estado final, pero en esta ocasión por u n camino diferente. Lo hacemos esto una y otra vez, usando diferentes caminos en cada caso. Encontramos que en todos los intentos es la misma. Esto es, aunque y separadamente dependen del camino tomado, no depende, en lo absoluto, de cómo pasamos el sistema del estado al estado, sino solo de los estados inicial y final (de equilibrio).

Del estudio de la mecánica recordará, que cuando un objeto se mueve de un punto inicial a otro final, en un campo gravitacional en ausencia de fricción, el trabajo hecho depende solo de las posiciones de los puntos y no, en absoluto, de la trayectoria por la que el cuerpo se mueve. De esto concluimos que hay una energía potencial, función de las coordenadas espaciales del cuerpo, cuyo valor final menos su valor inicial, es igual al trabajo hecho al desplazar el cuerpo. Ahora, en la termodinámica, encontramos experimentalmente, que cuando en un sistema ha cambiado su estado al , la cantidad dependen solo de las coordenadas inicial y final y no, en absoluto, del camino tomado entre estos puntos extremos. Concluimos que hay una función de las coordenadas termodinámicas, cuyo valor final, menos su valor inicial es igual al cambio en el proceso. A esta función le llamamos función de la energía interna.

Representemos la función de la energía interna por la letra. Entonces la energía interna del sistema en el estado, es solo el cambio de energía interna del sistema, y esta cantidad tiene un valor determinado independientemente de la forma en que el sistema pasa del estado al estado f: Tenemos entonces que:

Como sucede para la energía potencial, también para que la energía interna, lo que importa es su cambio. Si se escoge un valor arbitrario para la energía interna en un sistema patrón de referencia, su valor en cualquier otro estado puede recibir un valor determinado. Esta ecuación se conoce como la primera ley de la termodinámica, al aplicarla debemos recordar que se considera positiva cuando el calor entra al sistema y que será positivo cuando el trabajo lo hace el sistema.

A la función interna, se puede ver como muy abstracta en este momento. En realidad, la termodinámica clásica no ofrece una explicación para ella, además que es una función de estado que cambia en una forma predecible. (Por función del estado, queremos decir, que exactamente, que su valor depende solo del estado físico del material: su constitución, presión, temperatura y volumen.) La primera ley de la termodinámica, se convierte entonces en un enunciado de la ley de la conservación de la energía para los sistemas termodinámicos.

La energía total de un sistema de partículas, cambia en una cantidad exactamente igual a la cantidad que se le agrega al sistema, menos la cantidad que se le quita.

Podrá parecer extraño que consideremos que sea positiva cuando el calor entra al sistema y que sea positivo cuando la energía sale del sistema como trabajo. Se llegó a esta convención, porque fue el estudio de las máquinas térmicas lo que provocó inicialmente el estudio de la termodinámica. Simplemente es una buena forma económica tratar de obtener el máximo trabajo con una maquina de este tipo, y minimizar el calor que debe proporcionársele a un costo importante. Estas naturalmente se convierten en cantidades de interés.

Si nuestro sistema sólo sufre un cambio infinitesimal en su estado, se absorbe nada más una cantidad infinitesimal de calor y se hace solo una cantidad infinitesimal de trabajo, de tal manera que el cambio de energía interna también es infinitesimal. Aunque y no son diferencias verdaderas, podemos escribir la primera ley diferencial en la forma:

.

Podemos expresar la primera ley en palabras diciendo: Todo sistema termodinámico en un estado de equilibrio, tiene una variable de estado llamada energía interna cuyo cambio en un proceso diferencial está dado por la ecuación antes escrita.

La primera ley de la termodinámica se aplica a todo proceso de la naturaleza que parte de un estado de equilibrio y termina en otro. Decimos que si un sistema esta en estado de equilibrio cuando podemos describirlo por medio de un grupo apropiado de parámetros constantes del sistema como presión ,el volumen, temperatura, campo magnético y otros la primera ley sigue verificándose si los estados por los que pasa el sistema de un estado inicial (equilibrio), a su estado final (equilibrio), no son ellos mismos estados de equilibrio. Por ejemplo podemos aplicar la ley de la termodinámica a la explosión de un cohete en un tambor de acero cerrado.

Hay algunas preguntas importantes que no puede decir la primera ley. Por ejemplo, aunque nos dice que la energía se conserva en todos los procesos, no nos dice si un proceso en particular puede ocurrir realmente. Esta información nos la da una generalización enteramente diferente, llamada segunda ley de la termodinámica, y gran parte de los temas de la termodinámica dependen de la segunda ley.

Segunda ley de la termodinámica

Las primeras máquinas térmicas construidas, fueron dispositivos muy eficientes. Solo una pequeña fracción del calor absorbido de la fuente de la alta temperatura se podía convertir en trabajo útil. Aun al progresar los diseños de la ingeniería, una fracción apreciable del calor absorbido se sigue descargando en el escape de una máquina a baja temperatura, sin que pueda convertirse en energía mecánica. Sigue siendo una esperanza diseñar una maquina que pueda tomar calor de un depósito abundante, como el océano y convertirlo íntegramente en un trabajo útil. Entonces no seria necesario contar con una fuente de calor una temperatura más alta que el medio ambiente quemando combustibles. De la misma manera, podría esperarse, que se diseñara un refrigerador que simplemente transporte calor, desde un cuerpo frío a un cuerpo caliente, sin que tenga que gastarse trabajo exterior. Ninguna de estas aspiraciones ambiciosas violan la primera ley de la termodinámica. La máquina térmica sólo podría convertir energía calorífica completamente en energía mecánica, conservándose la energía total del proceso. En el refrigerador simplemente se transmitiría la energía calorífica de un cuerpo frío a un cuerpo caliente, sin que se perdiera la energía en el proceso. Nunca se ha logrado ninguna de estas aspiraciones y hay razones para que se crea que nunca se alcanzarán.

La segunda ley de la termodinámica, que es una generalización de la experiencia, es una exposición cuyos artificios de aplicación no existen. Se tienen muchos enunciados de la segunda ley, cada uno de los cuales hacen destacar un aspecto de ella, pero se puede demostrar que son equivalentes entre sí. Clausius la enuncio como sigue: No es posible para una máquina cíclica llevar continuamente calor de un cuerpo a otro que esté a temperatura más alta, sin que al mismo tiempo se produzca otro efecto (de compensación). Este enunciado desecha la posibilidad de nuestro ambicioso refrigerador, ya que éste implica que para transmitir calor continuamente de un objeto frío a un objeto caliente, es necesario proporcionar trabajo de un agente exterior. Por nuestra experiencia sabemos que cuando dos cuerpos se encuentran en contacto fluye calor del cuerpo caliente al cuerpo frío. En este caso, la segunda ley elimina la posibilidad de que la energía fluya del cuerpo frío al cuerpo caliente y así determina la dirección de la transmisión del calor. La dirección se puede invertir solamente por medio de gasto de un trabajo.

Kelvin enuncio la segunda ley con palabras equivalentes a las siguientes: es completamente imposible realizar una transformación cuyo único resultado final sea el de cambiar en trabajo el calor extraído de una fuente que se encuentre a la misma temperatura. Este enunciado elimina nuestras ambiciones de la máquina térmica, ya que implica que no podemos producir trabajo mecánico sacando calor de un solo depósito, sin devolver ninguna cantidad de calor a un depósito que esté a una temperatura más baja.

Para demostrar que los dos enunciados son equivalentes, necesitamos demostrar que si cualquiera de los enunciados es falso, el otro también debe serlo. Supóngase que es falso el enunciado de Clausius, de tal manera que se pudieran tener un refrigerador que opere sin que se consuma el trabajo. Podemos usar una máquina ordinaria para extraer calor de un cuerpo caliente, con el objeto de hacer trabajo y devolver parte del calor a un cuerpo frío.

Pero conectando nuestro refrigerador “perfecto” al sistema, este calor se regresaría al cuerpo caliente, sin gasto de trabajo, quedando así utilizable de nuevo para su uso en una máquina térmica. De aquí que la combinación de una maquina ordinaria y el refrigerador “perfecto” formará una máquina térmica que infringe el enunciado de Kelvin-Planck. O podemos invertir el argumento. Si el enunciado Kelvin-Planck fuera incorrecto, podríamos tener una máquina térmica que sencillamente tome calor de una fuente y lo convierta por completo en trabajo. Conectando esta máquina térmica “perfecta” a un refrigerador ordinario, podemos extraer calor de un cuerpo ordinario, podemos extraer calor de un cuerpo caliente, convertirlo completamente en trabajo, usar este trabajo para mover un refrigerador ordinario, extraer calor de un cuerpo frío, y entregarlo con el trabajo convertido en calor por el refrigerador, al cuerpo caliente. El resultado neto es una transmisión de calor desde un cuerpo frío, a un cuerpo caliente, sin gastar trabajo, lo infringe el enunciado de Clausius.

La segunda ley nos dice que muchos procesos son irreversibles. Por ejemplo, el enunciado de Clausius específicamente elimina una inversión simple del proceso de transmisión de calor de un cuerpo caliente, a un cuerpo frío. Algunos procesos, no sólo no pueden regresarse por sí mismos, sino que tampoco ninguna combinación de procesos puede anular el efecto de un proceso irreversible, sin provocar otro cambio correspondiente en otra parte.

1.5  Ciclos Biogeoquímicos

Ciclos de la materia y la energía: la materia esta ahí, presentándose en las formas más diversas en un punto de la larga cadena de la vida, transformándose y adquiriendo un aspecto distinto en otro eslabón. Los elementos químicos  de un medio a otro a través de los seres vivos, siguiendo un ciclo en el que también participa la energía como motor de la vida.

El ciclo del carbono

El carbono componente de la materia orgánica y se encuentra presente en la atmosfera en forma de dióxido de carbono. Su paso a través de los distintos tipos de organismos, participando en las mas diversas reacciones y acabando de nuevo en la atmósfera, es lo que se conoce como el ciclo del carbono. Las plantas la absorben del aire a través de las hojas y en su interior, con la ayuda de la clorofila, los fijan en forma de sustancia vegetal en el proceso llamado fotosíntesis. Una pequeña parte vuelve a la atmosfera con la respiración vegetal, otra queda en el suelo y otra pasa a formar parte de la sustancia viva de los animales que se alimentan de esas plantas.

Estos animales (fitófagos) sirven a sus ves de alimentos a otros (carnívoros) que utilizan ese carbono ya convertido en materia orgánica (la carne del fitófago) para producir su propia sustancia orgánica (músculos, huesos, etc.). Todos estos animales también liberan dióxido de carbono a la atmósfera mediante la respiración. Cuando las plantas, los fitófagos y los carnívoros mueren, hay unos organismos en el suelo, los llamados descomponedores (bacterias, hongos, etc.). Que disgregan toda esa materia orgánica en sus elementos mas simples y los dejan disponibles para que las plantas los absorban atreves de sus raíces. Estos organismos también liberan dióxido de carbono al aire. Por ultimo, hay procesos geológicos, como erupciones volcánicas, y geiseres que generan una gran cantidad de carbono que pasa a la atmosfera y compensa así las perdidas sufridas.

El ciclo del nitrógeno.

Este elemento, el más abundante en la atmósfera, pasa al suelo gracias a la capacidad fijadora de las bacterias nitrificantes. Una vez fijado, las plantas lo absorben por las raíces y lo incorporado a sus procesos de síntesis de proteínas.

Lo mismo que sucede con el carbono, el nitrógeno pasa después a los distintos tipos de animales conforme unos van alimentándose de plantas y otros, a su vez, de aquellos.

Los residuos orgánicos y los excrementos devuelven al suelo una parte del nitrógeno, dando lugar a nitritos y nitratos que las plantas pueden utilizar como abono. Las bacterias nitrificantes devuelven también una parte del nitrógeno a la atmosfera, lo mismo que hacen las bacterias trasformadoras de la materia orgánica de nitritos. Los procesos geológicos naturales incorporan nuevo nitrógeno al aire.

El Ciclo del Oxigeno

La principal vía de paso de este elemento entre la atmósfera y los seres vivos es la respiración. Uno lo consume para obtener energía en el curso de reacciones oxidantes, como es el caso de los animales mientras otros, aunque consumen cierta cantidad, son productores natos: es lo que sucede con las plantas. El oxigeno libre del aire se incorpora también a la corteza  terrestre reaccionando con los distintos elementos que la componen.

El Ciclo del azufre y El fósforo

Estos dos importantes elementos, el primero como componente de los aminoácidos y el segundo como participe de las reacciones energéticas que tienen lugar en el interior de los organismos, siguen un ciclo que es similar al de los otros ya vistos.

Las plantas, como productores primarios, son las encargadas  de transformarlos en materia orgánica a partir de los sulfatos y nitratos que absorben del suelo a través de sus raíces o del medio acuático por su pared celular. Convertidos así en sustancia vegetal, pasan a ser alimento de los animales y, con la muerte de estos, regresan al suelo o al medio acuático en que se formaron.

El ciclo del calcio

La lluvia combinada con el CO2 y los demás agentes atmosféricos, como el viento y la temperatura, reaccionan y meteorizan las rocas calizas y las rocas carbonaticas ígneas que contienen el calcio en grandes cantidades, arrastrando los compuestos del calcio a los suelos en donde las plantas toman el calcio para sus actividades metabólicas. De aquí pasa a los herbívoros y de estos a los carnívoros para luego ser degradado por medio de los descomponedores. El calcio se recicla continuamente en la litosfera y poco a poco por efecto de la erosión en los suelos, producida por el transporte de las aguas subterráneas y por los agentes atmosféricos como el viento y el agua de lluvia, el calcio se escurre a los arroyos y ríos. El calcio forma depósitos sedimentarios en las cuevas y por efecto de la erosión, este elemento pasa a los cuerpos de agua que se forman cuando caen las lluvias y el agua se filtra por las paredes y el techo de las cuevas. 

También de forma directa, el calcio va a parar a los ríos para que este elemento químico sea usado por moluscos de agua dulce como gasterópodos y bivalvos, por peces de agua dulce y algas unicelulares que pertenecen al agua dulce; estos animales al morir dejan el calcio para que se una a los sedimentos del rio, esto demuestra entonces que el ciclo del calcio es un ciclo sedimentario únicamente pues no hay naturalmente calcio gaseoso en la atmósfera. En una cantidad reducida, el calcio sobrante es transportado por el río hacia el mar. En el mar, el calcio es asimilado por las algas unicelulares que son consumidas por el zooplancton o demás microorganismos (entre ellos foraminíferos) y estos finalmente consumidos por los peces de agua salada. También es consumido por bivalvos y corales para formar sus conchas y esqueletos respectivamente. Cuando los peces, corales y bivalvos marinos como ostras y mejillones mueren, los esqueletos y las conchas se depositan en el fondo marino uniéndose a otros sedimentos listos para formar piedra caliza y después, emerger a la superficie por levantamiento geológico. Por compactación, el calcio restante se vuelve parte del suelo marino. Por medio de la subducción, la placa que contiene el calcio en el suelo se funde y se combina con el magma para ascender a la litosfera por medio de las erupciones volcánicas en combinación de otros elementos en forma de rocas carbonaticas ígneas comenzando de nuevo el ciclo.

 Las rocas calizas que se encuentran enterradas en la tierra por procesos geológicos del pasado son degradadas por las bacterias del suelo, así se encuentran en forma disponible para las plantas de dicho suelo y gracias a la acción de la precipitación estas rocas vuelven a ser parte del ciclo. Gracias al ciclo hidrológico, el calcio que también forma parte de la corteza continental, no tarda en llegar desde la litosfera hasta la hidrosfera aunque parte del calcio total se transforma por sedimentación en minerales como la dolomita, el yeso y la anhidrita ya que el calcio es muy poco pedido por la biosfera en relación a otros elementos químicos y tiene esa oportunidad de sedimentar. El calcio global, es decir, la cantidad total de calcio en la tierra, no es un factor limitante pero tampoco es un elemento del cual se pueda prescindir.

1.6  Producción Primaria

Recibe este nombre la cantidad de materia orgánica obtenida a partir de los elementos inorgánicos. La llevan a cabo los organismos autótrofos, que son en su mayoría plantas. Un porcentaje muy reducido de esa biomasa la producen también algunos organismos inferiores, utilizando como fuente de energía reacciones químicas.

 Sin embargo, la inmensa mayoría de la materia orgánica generada en este primer pasó de la producción  se debe a la acción fotosintetizadora de las plantas. Dentro de la producción primaria podemos hablar de producción bruta, que es toda la materia orgánica elaborada por la planta, y producción neta, que es la cantidad que queda en el cuerpo de la planta una vez restada la sustancia orgánica consumida por ella para sus procesos vitales.

1.7  Cadenas tróficas

La manera mas sencilla de explicar lo que sucedes con la materia y la energía en los ecosistemas es por medio de una representación lineal, a la que damos el nombre de cadena trófica o alimentaria. El primer elemento es el sol, productor de energía. A continuación vienen los organismos autótrofos, como son las plantas. Estas transforman los minerales del suelo en sustancia vegetal gracias a esa energía solar. Aparecen a continuación los organismos consumidores de plantas y, después de estos, uno o varios productores secundarios y consumidores.

Al final aparecen los descomponedores, que se encargan de disgregar los organismos muertos y convertirlos en elementos minerales. Lo podemos ver fácilmente en un amplio claro del bosque iluminado por el Sol, el productor inicial. Los frutos y las semillas de las plantas guardan concentrada toda la energía solar y sirven de alimento a un raton, que mas tarde cae presa de una culebra.

Cuando esta ha digerido la carne del ratón (que concentra toda la energía acumulada de las semillas y los frutos), un águila culebrera se lanza sobre ella y se nutre de su carne. Al cabo de unos años el águila muere, su cuerpo cae al suelo y allí un zorro, actuando como carroñero, comerá algo de su carne, al tiempo que desmenuza el cadáver. Escarabajos, hormigas, gusanos, otros invertebrados microscópicos  y bacterias se encargaran de hacer desaparecer el resto, transformándolo en elementos minerales simples que abanaran el suelo donde crecen las plantas.

Referencias Bibliográficas

Gispert Carlos, Vidal José A, Nueva Autodidactica Enciclopedia Temática Universal, Mmiv Editorial Oceano Milanesat, 21-23, Barcelona, España. pág. 242-249.

El rincón del vago, recuperado 27 de febrero de 2012, sitio web de http://html.rincondelvago.com/leyes-de-la-termodinamica.html

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Wikipedia enciclopedia libre, recuperado 27 de febrero de 2012, sitio web de http://es.wikipedia.org/wiki/Ecolog%C3%ADa

Este trabajo fue Elaborado por el  Estudiante de la Carrera de Ing. Ambiental:  Luis Enrique  Gómez p.