Descomposición y circulación de nutrientes

Universidad de Sonora
Licenciatura en Biología
Curso: ecología
Descomposición y circulación de
nutrientes
Francisco Molina Freaner
freaner@unam.mx
biosfera
región
paisaje
ecosistema
comunidad
interacción
población
individuo
Ecología de ecosistemas:
procesos implicados en la
descomposición de la
materia orgánica y la
mineralización de nutrientes
y los factores ambientales
que controlan el ritmo en el
que ocurren estos procesos
en los ecosistemas
Decomposición
Los descomponedores juegan un papel crucial en el ciclo de nutrientes
Consumidores
Productores
Descomponedores
Nutrientes
disponibles
a productores
Reservas
Abióticas
Procesos
Geológicos
Circulación interna en los ecosistemas
• Cuando los tejidos llegan a la senectud, los
nutrientes vuelven al suelo o a los sedimentos
en forma de materia orgánica muerta y a partir de
allí toman su camino a través de la cadena
trófica de los descomponedores.
• A diferencia del carbono, la mayoría de los
nutrientes se reciclan dentro del ecosistema.
Los descomponedores transforman los nutrientes
orgánicos en alguna forma mineral y quedan
nuevamente disponibles para los autótrofos. Este
proceso se denomina circulación interna.
Circulación de nutrientes en un
ecosistema terrestre
Retranslocación o reabsorción de nutrientes
¿Que es la descomposición?
• El proceso clave en el reciclado de nutrientes dentro de
los ecosistemas es la descomposición
• La descomposición es la ruptura de los enlaces
químicos formados durante la construcción de los
tejidos animales y vegetales.
• La descomposición es un conjunto de procesos, que
incluyen la lixiviación, la fragmentación, los cambios
en la estructura física y química, la ingestión y la
excreción de productos de desecho
• Estos procesos son llevados a cabo por una gran variedad
de organismos descomponedores
La descomposición es llevada a cabo
por una gran variedad de organismos
• Los descomponedores son organismos que se
alimentan de materia orgánica muerta
• Están formados principalmente por bacterias,
hongos y detritívoros, animales que se alimentan
de materia orgánica muerta
• Las bacterias son los descomponedores
dominantes de la materia animal muerta,
mientras que los hongos son los
descomponedores mas importantes de la
materia vegetal muerta
Detritívoros
Hormigas
Escarbajos
de la madera
Coleópteros
barrenadores
Decomponedores
Termitas
Hongos
Madera
Reducida Hongos
a polvo
Tiempo
Polvo transformado
por descomponedores
en nutrientes para las
plantas
Los detritívoros involucrados en la
descomposición se clasifican en varios grupos
• Microbiota (< 100 µm), que incluyen protozoos y
nemátodos que habitan en el agua y poros del suelo
• Mesofauna (100 µm - 2mm), que incluye ácaros y
colémbolos que viven en los poros del suelo
• Macrofauna (2-20 mm) y Megafauna (>20 mm);
estas categorías están representadas por milpiés,
lombrices y caracoles en hábitats terrestres y por
otros anélidos, moluscos, así como pequeños
crustáceos como los anfípodos e isópodos, y los
cangrejos en los hábitats acuáticos
Detritívoros y descomponedores
El estudio experimental de la
descomposición
Sesgo fitocéntrico
El estudio de la descomposición supone el seguimiento
de la materia orgánica muerta hasta su destino final
Estimación de la tasa de descomposición
Un gran número de factores influyen
en la tasa de descomposición
• No toda la materia orgánica se descompone al
mismo ritmo
• Del gran número de estudios de los últimos 50
años han surgido varias generalizaciones; la tasa
de descomposición está relacionada con: a) la
calidad de los desechos vegetales como sustrato
para los microorganismos y la fauna del suelo,
y b) las características del ambiente físico que
influyen en las poblaciones de descomponedores
como las propiedades del suelo y el clima
Variación en la tasa de descomposición de
diferentes clases de compuestos de carbono
El contenido de lignina se usa como un índice de la calidad de la
hojarasca para los organismos descomponedores
36.4 % lignina
17.7% lignina
11.7% lignina
Relación entre el contenido inicial de lignina en la
hojarasca y la tasa de descomposición para ambientes
terrestres (a) y acuáticos (b)
En esteros y marismas la descomposición de la
hojarasca depende del contenido de oxígeno del agua
Descomposición
de la hojarasca
de Spartina
alternifolia
expuesta a
condiciones
aeróbicas
(superficie de la
marisma) y
anaeróbicas (10
cm por debajo de
la superficie del
suelo)
El clima (temperatura y humedad) tiene una
influencia directa en la tasa de descomposición
Tasas de descomposición de hojarasca en
ambientes tropicales y templados
Perdida anual de peso
La perdida anual de
peso es tres veces mas
alta en ambientes
tropicales
Tropical
Templado
El patrón diario de temperatura está estrechamente
asociado a la liberación de CO2 debido a la respiración
de los descomponedores microbianos
Mineralización
• A medida que la materia orgánica muerta se va
consumiendo, los descomponedores
microbianos transforman los nutrientes
contenidos en la materia orgánica en formas
inorgánicas o minerales. Este proceso se
denomina mineralización. Por ejemplo, la
forma inorgánica del nitrógeno, el amonio, es
un desecho del metabolismo microbiano.
Descomposición en ambientes
acuáticos
• La descomposición en ecosistemas acuáticos sigue un
patrón similar al de los ecosistemas terrestres pero con
algunas diferencias dado el ambiente acuoso
• Aquí también la descomposición involucra lixiviación,
fragmentación, colonización de partículas detríticas por
bacterias y hongos, y consumo por detritívoros y
microbívoros
• En lagos y océanos, los organismos muertos caen al fondo
como materia orgánica particulada (MOP). Esta es
fragmentada y digerida por detritívoros que viven en
el fondo como cangrejos, caracoles o moluscos. Las
bacterias anaeróbicas participan en la descomposición
de la materia orgánica del fondo o bentónica
La circulación de nutrientes de los ecosistemas
terrestres difiere de la de los ecosistemas
acuáticos de aguas abiertas
El proceso de circulación de los nutrientes es una característica fundamental de
todos los ecosistemas y representa una relación directa (cíclica) entre la
productividad neta y la descomposición. Sin embargo, la naturaleza de esta
relación varía entre los ecosistemas terrestres y acuáticos
Las corrientes oceánicas superficiales
producen un transporte vertical de
nutrientes
Productividad primaria en los ecosistemas marinos
Biomasa del zooplancton en los océanos
Conceptos importantes
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•
Circulación interna en los ecosistemas
¿Qué es la descomposición?
Organismos involucrados en la descomposición
Factores que afectan la tasa de descomposición
de las hojas
• Descomposición en ambientes acuáticos
• Diferencias en la circulación de nutrientes entre
ecosistemas terrestres y marinos (papel de las
surgencias)
Lectura opcional, capítulo 21 del
libro de Smith y Smith (2007):
descomposición y circulación de
nutrientes
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