Niveles de Organización de la Materia y Flujo de Energía en los Ecosistemas

Niveles de Organización de la Materia

La materia se organiza en una jerarquía de niveles, desde las partículas subatómicas hasta la biosfera completa:

Nivel Subatómico

Este es el nivel más simple y está formado por electrones, protones y neutrones.

Nivel Atómico

Constituido por átomos, como el de oxígeno, hierro o cualquier otro elemento químico.

Nivel Molecular

Las moléculas se forman por la unión de diversos átomos.

Nivel Celular

Las moléculas se agrupan en unidades celulares con vida propia y capacidad de autorreplicación.

Nivel Tisular

Un tejido está compuesto por un grupo de células, como el tejido nervioso.

Nivel Orgánico

Los tejidos se estructuran en órganos: corazón, bazo, pulmones, cerebro, riñones, etc.

Nivel de Sistema de Órganos

Los órganos se organizan en sistemas o aparatos, como el digestivo, respiratorio, circulatorio, nervioso, etc.

Nivel de Individuo

Este nivel de organización superior está formado por la integración de células, tejidos, órganos y sistemas, que funcionan en conjunto para formar un ser vivo.

Nivel de Especie

Conjunto de individuos con características similares que pueden reproducirse entre sí, dejando descendencia fértil.

Nivel de Población

Conjunto de individuos de la misma especie que comparten un mismo tiempo y espacio.

Nivel de Comunidad

Conjunto de poblaciones de distintas especies que interactúan en un área determinada.

Nivel de Ecosistema

Es la interacción de una comunidad con el medio físico que la rodea.

Nivel de Bioma

Ecosistema de gran tamaño con características específicas de clima, humedad, etc.

Nivel de Biosfera

Conjunto de todos los seres vivos y componentes abióticos que existen en la Tierra.

Metabolismo: Anabolismo y Catabolismo

Para mantenerse vivo, un organismo necesita incorporar constantemente materia y energía para evitar la entropía (desorden molecular).

Catabolismo

Consiste en extraer la energía contenida en las moléculas orgánicas (como la glucosa) y utilizarla en los procesos biológicos.

Anabolismo

Se produce la síntesis de moléculas, donde se ganan electrones.

Fotosíntesis

CO₂ + H₂O --(luz/clorofila)--> (CH₂O)_n + O₂
Dióxido de carbono + Agua --(luz/clorofila)--> Hidrato de carbono + Oxígeno

Etapa Clara

Los cloroplastos captan la energía solar, que se combina con agua y nutrientes del suelo. Se rompen las moléculas de agua, liberando oxígeno. La energía se almacena en moléculas de ATP y NADPH.

Etapa Oscura (Ciclo de Calvin)

Se utiliza la energía almacenada y se unen las moléculas de carbono para formar glucosa.

Respiración Celular

Proceso metabólico que ocurre en las mitocondrias:

Glucosa + O₂ ----> CO₂ + H₂O + ATP

Es un proceso aeróbico (con oxígeno). La glucosa se degrada en presencia de oxígeno, liberando dióxido de carbono, agua y ATP.

Glucólisis

Se rompe la glucosa en ácido pirúvico (piruvato) y 2 ATP, que ingresan al ciclo de Krebs.

Ciclo de Krebs

Se libera dióxido de carbono, se produce energía y se acumula ATP y NADH.

Cadena Respiratoria

Se produce la reducción del oxígeno para formar agua.

Características de la Vida

• Autorregulación
• Autoconservación
• Autorreproducción

Gasto Energético y Peso Ideal

GE (24 hs) = Peso corporal x Factor de actividad

PI = (Estatura (cm) / 2) - K (20 hombres, 25 mujeres) ± 5 kg

GEI = PI x Factor de actividad

Cadena Trófica

• Plantas (fotosintetizadores): Productores.
• Primarios o herbívoros: Se alimentan de plantas.
• Secundarios o carnívoros de primer orden: Se alimentan de herbívoros.
• Terciarios o carnívoros superiores: Se alimentan de carnívoros de primer orden.
• Degradadores o descomponedores: Bacterias y hongos que degradan la materia orgánica no viva.
• Detritívoros: Consumidores de materia orgánica muerta (larvas, milpiés, etc.).

Productividad

Crecimiento en peso de una población determinada.

• PPB (Producción Primaria Bruta): Fotosíntesis, energía almacenada en las plantas.
• PPN (Producción Primaria Neta): Materia orgánica en exceso.
• PSB (Producción Secundaria Bruta o Asimilación): Respiración.
• PSN (Producción Secundaria Neta o Crecimiento): Crecimiento de los consumidores.
• PNC: Materia orgánica fotosintética en exceso con respecto al consumo respiratorio autotrófico y heterotrófico de los organismos de la comunidad.

Muestreo

Examen de una porción de la población, seleccionada de acuerdo a una regla o plan determinado. Se realiza para obtener una muestra representativa cuando el tamaño de la población es muy grande.

Parámetros

Estimación media de todos los valores de la población.

Error de Muestreo

A mayor tamaño de la muestra, menor error. Factores: variabilidad, tamaño de la muestra, método de muestreo.

Tipos de Muestreo

• Subjetivo: Selección de una porción que "parece representativa" tras una rápida inspección.
• Sistemático: Mediciones en intervalos regulares dentro de la población.
• Aleatorio: Cada elemento de la población tiene las mismas posibilidades de formar parte de la muestra.

Unidad Elemental

El objeto de estudio (ej. un animal si se estudia el número de animales de una especie).

Unidad de Muestreo

Agrupa a las unidades elementales (ej. una rama entera en lugar de una hoja).

Muestreo de Parcelas

Fraccionamiento de un área de vegetación para obtener unidades de muestreo.

Representatividad de la Muestra

Depende del tamaño de la muestra.