Biomasaà es la cantidad de materia organica que hay en un area determinada. En zonas abiertas de océano la cantidad de biomasa es muy pequeña y la producción primaria neta es de 0,4. la producción primaria neta mayor seria en las zonas se marismas y tambien en las zonas de maglares (es una zaona con un ecdosistema formado por el mangle, no es natural). Otra zona de producción primaria neta alta serian los bosques tropicales.

 

         La producción primaria neta es igual a la producción primaria bruta menos la producción que se pierde por respiración.

 

                   Ppn= ppg-SR

                   Ppn bosque= DA + L+G

         DAà es la cantidad de biomasa efectiva que permanece en ese ecosistema a lo largo del año. Es la parte viva.

Si DA=0à el bosque ha llegado a su madurez y desarrollo como ecosistema, no hay mucha biomasa en ese bosque a lo largo del año pero tampoco disminuye la biomasa.

Si DA>0à el bosque está creciendo.

Si DA<0à el bosque está declinando. Si no hay una catastrofe no llega hasta la extinción del bosque, en un determinado momento vuelve a crecer. Esto es lo que ocurre en un bosque de forma naturalSe produce una regulación homeostatica. Tambien puede ocurrir que la declinación de un bosque sea por la accion exogena del hombre.

Là lo que se pierde en forma de desecho: casida de hojas, de ramas, de frutos.

Gà lo que se pierde comido por los herbívoros.

 

Si interviene el hombre, lo que ocurre es que el hombre tala, planta cosas distintas. La producion primaria neta es menor que si fuese un ecosistema natural. El Si DA empieza a ser negativo y empieza la declinación de ese ecosistema, por ejemplo, dehesa extremeña.

Los hombres recojen los trncos que se caen o los corta y quita esa biomasa del ecosistema, por lo tanto, hay empobrecimiento del suelo y hay menos producion primaria neta y menor Si DA.

La unica forma de mantener el ecosistema es que haya vida animal poreque recomponen un poco el ciclo de materia organica y materia inorganica.

 

 

                                               DB=DA.

         Bosque tropicalà este bosque esta en su madurez. A=0.las 14 toneladas que caen al suelo son descompuestas en un año y toda la materia organica pasa a mineral.

 

         Bosque mediterráneoà es un bosque esclerófico, estas plantas son muy difíciles de comer por herbivoros, es prácticamente nula la perdida por comida. DA>0. este bosque está en fase de crecimiento.

 

         Bosque de hoja caducaà hay un aumento de biomasa del ecosistema de 9 toneladas por lo que el ecosistema está en crecimiento.este desecho se degrada, es decir, se mineraliza en un año, por lo que no se acumula.

 

Ppn= 0’5+he^-1x año^-1         L= 0’5+he^-1xaño^-1 (se pierde en forma desecho)

 

                Ecosistema de bosque se arbusto pequeñoà  se produce lo mismo que se desecha, por lo que no hay aumento de biomasa en el ecosistema, pero hay detritus en el suelo porque no se degrada todo en un año, debido a que el emdio del ecosistema es frio, por lo que el proceso metabolico funciona a un ritmo más lento, solo hay unos meses donde se produce una degradacion más rapida.

 

         Ppn= 0,5+he^-1x año^-1         L=0,5+he^-1x año^-1

 

         Ecosistema de zona pantanosa (marismas)à las 2 toneladas son periddas por los herbivoros o porque se trnsforma en desecho debido a que ppn= G+L=2. una tonelada cae en forma de dewecho (h) y otra es comida por hervoboros (G). este ecosistema es maduro, está en equilibrio.

        

         Ppn= G x L= 2+he^-1x año^-1

         Ppn= 0,03+he^-1 x año^-1      L= 0,04 + he^-1 x año^-1

 

         El ecosistema está en declive porque se pierde más de lo que se produce. La ppn está ligada al proceso fotosintetico por lo que APRA que 1ppn sea bueno debe haber unas condiciones optimas para que se de el proceso fotosintetico.

 

Intensidad lumínicaà 1360 vatios/s, llega a la biosfera, de esta intensidad de luz, la mitad son absorbidoas o dispersados por el oxigeno, CO₂, O₃ por lo que solo llega a la superficie de la tierra la mitad. De esta mitad el 50% prácticamente es radiación infrarroja y un 5% es radiación ultravioleta. De tal forma que a la tierra llegan de 400-500 vatios de radiación fotsinteticamente antiva( espectrop comprendido entre 400-700 nm, espectro visible). Cuanto mayor es la intensidad luminica, más ppn hay porque hay más fijación de CO₂.

         Llega un momento en qe la radiación es demasiada, es saturante. Esto ocurre sobre todo cuando los dias estas despejados. Si esta nublado disminuye la intensidad luminica por lo que disminuye la fijación de CO₂ y por tanto disminuye la ppn.

         En el dia despejado durante determinados periodos del año, la intensidad luminica esta por encima del umbral de saturación por lo que el ecosistema se satura y no puede funcionar más rapidamente de lo que ya lo hace.

         No todos los vegetaless tienen la misma capacidad de absorber una misma intensidad luminica, hay algunos que estan acopstumbrados a vivir con intensidad luminica muy grande y otra muy pequeña.

         Tidestromia oblongiolia esta en el valle de la muerte y en una zona desertica, con temperaturas muy altas (la temperatura más alta de toda la tierra) hasta 50-51ºC. este valle esta en California, esta planta esta adaptada a una intensidad luminica muy alta, por lo tanto para saturar un aparato fotosintetico necesita mucha intensidad de luz, de modo que el sistema no está saturada a 450 w.m^-2.

         En Alocasia macrorrhiza que vive en zona de umbria, por lo que su aparato fotosintetico se satura muy pronto y si le damos más intensidad luminica no aumenta la fotosíntesis.

         Atriplex hastata tiene un valor intermedio entre los 2 anteriores. Hay un intervalo donde hay déficit de toma de CO₂ y después hay un punto de compensación dende la toma de CO₂ es igual a la perdida de CO₂. después de esto hay más CO₂ del que se pierde. Al principio hay déficit de CO₂ porque al comenzar el dia el aparato fotosintetico empieza a funcionar pero durante toda la noche ha estado respirando
(pasando CO₂ a la atmosfera), el aparsato fotosintetico(PSI) esta funcionando pero no a pleno rendimiento y la fijación del CO₂ al comienzo del dia es inferior a la perdida de CO₂ por respiración. Luego llega un momento en que es igual, es el punto de compensación. A continuación , la toma de CO₂ es mayor, por lo que aquí es cuando se empieza a producir biomasa. Hay cambios morfologicos en las hojas debido a que estas se adaptan a la intensidad luminica tanto fenotipicamente como genotipicamente. Estas diferencias morfologicas aparecen dentro de una misma especie y tambien son distintas entre distintas especies.

 

         En el caso de la figura 20, este tiene forma de la hoja dependiendo de la intensidad luminica. En la copa del arbol hay hojas que son externas y otras que estan más hacia dentro, estan reciben menos intensidad luminica.

         El corte a muestra una hoja de sol que recibe una intensidad luminica muy grande (tenemos parenquima en empalizada, después el esponjoso). Es una hoja gruesa dende esos 2 parenquimas estan muy desarrollados.

         La b es una hoja que esta en la zona media del arbol, es una zona de sombra. Esta hoja es más delgada, tiene menor numero de celulas, las celulas del parenquima en empalizada no estan empaquetadas como en el caso anterior. Tanto el parenquima esponjoso como el de empalizada presentan menor numero de celulas y es más delgada.

         La hoja de mayor rendimiento para el arbol es la primera. Las otras tambien son rentables para el arbol porque el CO₂ que fijan sigue siendo superior al que pierde, si cualquiera de ellos empieza a guardar más de lo que produce, el arbol la dejaria caer.

         En el caso de la especie Prosopis fa      : vive en zonas con intensidad luminica muy alta, esta tiene un parenquima muy compacto, esta formado mayormente por parenquima en empalizada, el paranquima esponjoso prácticamente esta eliminado.

         En P. inarensis: esta muy poco desarrollado el parenquima en empalizada, el mayoritario es el parenquima esponjoso. Este vive en zonas con intensidad luminica muy baja, en zonas de umbria.

         Esta planta necesita poca intensida luminica para saturarse por lo que presenta pocas celulas.

         En el caso de los de alta intensidad luminica como esta es muy grande la planta presenta mayor numero de celulas para aprovechar dicha intensidad luminica. Las celulas del parenquima en empalizada son largas y estrechas por lo que la radiación solo llega de forma más directa a un lugar de la celula de este modo evita que le llegue la intensidad luminica a toda la celula, solo le llega a una posición de la celula, de este modo la intensidad luminica que le llega no es total sino parcial, de modo que esta intensidad puede llegar de forma tangencial a la celula.

         A medida que el déficit de agua va aumentando, los estomas se abren menos.

         Las plantas C4 tienen un comportamiento similar a las C3. conforme el agua a siendo deficiaria los estomas se van cerrando y el volumen celular es menor.

         La disponibilidad de agua no es igual para todas las plantas y las podemos dividir en:

         Suculentas. Plantas se xonas muy humedas, con mucho agua. Con potenciales hidricos relativamente altos de 0,7-0,8 MPa. Estas plantas cuando en el medio hay falta de lluvia, en elsuelo falta agua y disminuye el potencial hidrico, que en intervalos muy pequeños trae como consecuncia una disminución de fijacioj del CO₂. una bajada de 0’3 MPa trae una inhibición de la fijación del CO₂. esto es poreque sufre estrés muy fuerte con una pequeña bajada del potencial hidrico. Como consecuencia del estrés cierrra 

los estomas. Son de zonas tropicales o en bosques de zonas templadas (Américas del norte y sur).

Mesofitaà necesitan una disminución bastante maor del potencial hidrico para que inhiban la fijación de CO₂. tiene un potencial hidrico similar a las suculentas pero tienen mayor rango de perdidas.

 

         Esclerofitasà de la zona mediterránea. Necesitan para vivir menos agua. Adaptadas a vivir con un potencial hidrico muy bajo. Si hat suficiente agua puede tener un potencial muy alto pero lo normal es que no y necesitan que la tierra este muy seca para dejas de fijar CO₂. son plantas adaptadas a vivir en zonas secas.

 

         Xerofitasà más acostumbradas a vivir en zonas con falta de agua. Normalmente no tienen agua, necesitan potenciales mucho más bajos para dejar de fijas CO₂.

        

         En plantas CAM la fotosíntesis tiene lugar en el tallo, son plantas de desierto. En estas fotosíntesis el primer compuesto que se obtiene es la fructosa-6-fosfato que puede ir por procesos catabolicos o anabolicos. Este proceso de fotosíntesis tiene lugar en las celulas del mesofilo y en celulas de la vaina. Estos compuestos organicos formados tienen que ser respartidos al resto de la hoja y la planta a través del floema que está formado por tubos cribosos por los que se transportan los asimilados, hormonas y sales. Los asimilados llegan al floema a través de la celula de transferencia. Los productos pasan del mesofilo a la celula de transferencia y de aquí al complejo floema-celula acompañante. Este paso puede ser de distintas formas:

Por difusión simple.

Pos simporte.

 

Deficiencia mineral: si hay deficiencia en magnesio por ejemplo, el proceso fotosintetico disminuye porque la clorofila necesita magnesio(Mg). Si hay deficiencia de hierro (Fe) tambien se afecta porque aumenta las enzimas de la cadena de transporte de electrones que tienen hierro. Con una deficiencia de S, Cu, ocurre lo mismo. El cobre afecta a la formación de plastocianina.

 

                   Deficiencia hidrica: si hay una falta grande de agua, la planta no fotosintetiza (cierra los estomas), si la deficiencia no es tan extrema hace que los estomas se abran en funcion del agua que hay. Si hay mucho agua los estomas se abren totalmente para aumentar la fotosíntesis, a medida que disminuye el agua la apertura se hace menor y hay baja fotosíntesis. El factor limitante en fotosíntesis es la falta de agua.

 

 

 

La ralacion entre URL y LAI es:

       A medida que aumenta el indice de area foliar, la URL va disminuyendoà esto es porque:

 

                                      URL= dU/dI x d 1/A

       Si va aumentando el area de las hojas disminuye, la producción de biomasa en las hojas.

       Hasta el indie foliar se S, el CGR va aumentando pero llega un momento en que se auemtna el indice foliar empieza a disminuir CGR, esto ocurre porque se superponen las hojas, las que estan arriba se llevan del 70%-80% de la iluminación y a las de abajo les llega muy poco. Las que estan arriba hacen muhca fotosíntesis y las de abajo menos. Por lo tanto, a mayor area folir, más fotosíntesis pero tambien más sombreado.

       Si en el mismo stan de plantas para un especie dada si la cantidad de luz que llega no es suficiente para que las hojas sean autosuficientes las hojas entran en senescencia y swe mueren.

 

       En vez de utilizar el indice foliar como referencia se puede tomar la cantidad de clorofila por metro cuadrado.

       Si relacionamos el indice de area foliar con la producción neta para saber el indice de area foliar, se mide la superficie de las hojas en una superficie y las extrapolamos al resto del individuo y lo extrapolamos a cada individuo.

 

       Producción primaria neta: cantidad de biomasa en un area determinada en un año. Para saber la cantidad de biomada que se esta formando en un año. Se puede calcular:

       Primero se hace un control.

       Segundo a lo largo de un año se hacen distintas fotografias (en las fotos salen como manchas rojas).

       Estas fotos a lo largo de una año vemos si aumenta la biomasa o disminuye y esto es la producción primaria neta (positiva o negativa).

 

 

       Los que aumentan la produccio primaria neta son los bosques de confieras.

       Esta producción primaria neta midiendo a nivel global, la mayor se obtendría en los bosques tropicales calurosos y humedos (fig 13), sin embargo hay zonas que se salen de esa banda alrededor del ecuador que es la parte oeste de Europa y este de América, esto ocurre por la corriente del golfo de mexico.

 

 

       El factor limitante en la producción primaria neta en la tierra será el agua, por eso aparecen tambien desiertos. Hay que tener en cuanta otros factores:

Temperaturaà no seria limitante porque en la selva brasileña, la humedad es del 98-100%, la temeratura es de 40-50ºC, la temeratura ayuda a la producción primaria neta porque hay mucha disponibilidad de agua.

 

La concertación de nutrientes minerales en el suelo tambien seria limitante, disminuye el numero se individuos que hay en esa zona y tambien el numero de especies.

En el agua (oceanos) la producción primaria neta es mayor en zonas de temperaturas mas frias y en zonas donde hay corrientes subterraneas frias que afloran a la superficie, al aflorar suben muchos elementos minerales y la producción primaria neta es muy alta (tambien aumenta la pesca). La zona más grande está en la parte sur de la tierra (antartida). Hay distintas corrientes marinas.

 

 

DIFERENCIA ENTRE PRODUCCION Y PRODUCTIVIDAD.

       La producción seria la biomasa en un tiempo determinado 8por unidad de tiempo). Es una cinética.

       La prudcitividad lo que mide seria la biomasa en un intervalo de tiempo. Esto seria solo para un vegetal.

       Como el crecimiento está relacionado con la fotosíntesis, cualquier factor que influya en fotosíntesis influye tambien en el crecimiento.

 

FACTORES AMBIENTALES QUE INFLUYEN EN LA FOTOSINTESIS:

     ENDÓGENOS.

                   Edad de la hoja: influye en el proceso fotosintetico, cuando las hojas empiezan a abrirse por primera vez la hoja fotosintetiza pero en poca cantidad porque hay poca superficie de la hoja. La planta caducifolia en sus primeros momentos, la planta tiene que suministrar alimento a las hojas. Luego aumenta la superficie, aumenta tambien la fotosíntesis. Esto continua hasta la madurez de la hoja (mayor tamaño) y entonces la hoja se alimenta ella sola y se abre. Cuando la hoja entre en senescencia disminuye la capacidad de fotosíntesis hasta que cae.

                   Carga energética de la hoja: esta un funcion de la luz. Si la carga energetica es muy grande es porque tiene mucha luz y puede hacer muchas fotosíntesis con producción de ATP y NADH. Puede disminuir su carga energetica aunque haya luz por un estrés (cambio anormal de su forma de  vida). Para defenderse del estrés tiene que sintetizar nuevas proteinas, gastando mucho ATP y disminuyendo la fijación de CO₂ y su crecimiento en biomasa cuando el estrés se prolonga mucho en el tiempo.

 

     EXÓGENOS:

                   Luz: influye si hay poca o mucha. A medida que aumenta la intensidad luminica, aumenta el proceso fotosinteticoà estariamos en deficiencia. Llega un momento a partir del acual si aumenta la intensidad luminica, no aumenta la fotosíntesisàzona de saturación. Si seguimos aumentando la luz, llega un momento en que empieza a disminuir la fotosíntesisà zona de toxicidad. Esto ocurriria porque habria una fotoxidacion de  la clorofila, se produce mucho ATP, y aumenta el poder reductor pero tambien aumenta el CO₂ y en la membrana pueden aparecen iones hidroxilo o hidróxidos y se oxida la clorofila y la oxidación de los lipidos de la membrana. Tambien de forma indirecta aumenta la temperatura y se van desorganizando las membranas de la celula. La intensidad luminica no es igual para todas las plantas. Las plantas que viven en umbria con poca luz son capaces de fotosintetizar, estan adaptadas.

 

                   Temperatura: en la mayoria de las plantas el prceso fotosintetico se da a +0ºC y a medida que aumenta la temperatura, aumenta la fotosíntesis pero si hay mucha temeratura se inhibe la fotosíntesis (saturación). Hay algunas plantas que pueden fotosintetizar a -5ºCà tienen adaptaciones, cambian la estructura de la membrana.

 

                   Concentración de CO₂: por la mañana la concertación es más alta y al amanecer es más baja, la planta puede fijar más CO₂ por la mañana. Cuando mayor concertación haya en la atmosfera, aumenta la capacidad de fijar CO₂. esto se empezó a medir en el amazonas. Al haber más CO₂ entra más CO₂ en la celula vegetal, en el cloroplasto. Si aumenta la concetraion de CO₂en el estroma del clorplasto la planta fotorrespira menos y pierde CO₂ por fotorrespiracion y acumula más biomasa. Muchas semillas para germinar necesitan una concentración de CO₂ determinada. En las estaciones varia la concentración de CO₂ que hay:

·                   Una planta que necesita baja concertación de CO₂ germina a final de otoño. Principio de invierno.

·                   Una planta que necesita alta concentración de CO₂ germina a final del invierno. Principio de la primavera.

TEMA 2: ECONOMIA DEL CARBONO

 

CICLO DEL CARBONO.

        

         La concertación de CO₂ ha ido subiendo desde los ultimos 15-20.000 años de froma natural, debido posiblemente a cambios en la temperatura del planeta, debido a cambios en el eje de rotacion. Tras el S.XVIII comenzó a subir la concentración de CO₂ durante el XIX y XX.

         El CO₂ aumenta en invierno y su concertación baja en verano. El CO₂ aumenta por la noche y su concertación baja durante el dia. Al principio la atmosfera era reductora con CO₂, NH₃, H₂ y CH₃. los primero microorganismos fotosintéticos tomaban el CO₂ y liberaban O₂ que oxidaba todos los compuestos.

         Las siguientes bacterias que aparecieron son las cianobacterias que disminuyeron mucho las concentraciones de CO₂ y aumentaban mucho el oxigeno que dejó de oxidar y se acumuló en la atmosfera. Existen fluctuaciones, debido a las glaciaciones.

 

FOTOSINTESIS.

         Transferencia de energia luminica en energia quimica. El proceso reduce el CO₂ y sulfatos, nitratos… tambien sirve como sistema antioxidante de las membranas.

 

EFICACIA.

 

         Las longitudes de onda usadas son rojo y zul, teniendo mayor eficacia con el rojo. Aunque la luz azul tiene más energia pero se pierde en forma de calor. Las cianobacterias tienen 1 fotosistema y bactericlorofila. Algas eucariotas y plantas tienen 2 fotosistemas y clorofila. Los protones del agua llegan al NADP para la síntesis de ATP.

 

 

         La fotofosforilacion ciclica (al amanecer) rinde 2 ATP.

 

 

 

 

v  Ecuación general de la fotosíntesis.

 

         Las plantas ocupan los ecosistemas sugen el ambiente, una planta con poco estrés hidrico podrá tener más estomas para el intercambio de CO₂ y el intercambio de agua con la atmosfera.

         Las plantas de zonas templadas tienen fijación diurna del CO₂ en el cloroplato (celulas del mesofilo) por la rubisco, son plantas C₃. las plantas de zonas más calidas y secas cambian sus estomas y disminuyen su numero de estomas para aumentar su resistencia al paso de los gases y por tanto la perdida de agua (plantas C₄) pero tambien una difusión lenta del CO₂ que ademas se fija mal por la rubisco en las celulas del mesofilo, no funciona la caboxilasa, sino la oxidasa. Para eso existe la fosfoenol-piruvato-carboxilasa., y forma oxalacetato que algunas plantas lo transforman en malato y lo llevan a la vaina donde se obtiene más CO₂ que ya si es fijado por la rubisco.

 

Hay tres tipos de fijación del CO₂:

         Tipo C3: la hacen plantas de clima templado donde la acumulación de agua es mas o menos buena. No sufren estrés hidrico. Asi son la mayoria de plantas terrestres y se llaman plantas tipo C3 porque el primer compuesto que producen es de 3 carbonos. Tienen un gran numero de estomas en el enves. En C3 el 30-40% del CO₂ fijado se pierde en fotorrespiracion y por eso forman menos biomasa que las C4.

 

         Tipo C4: plantas de ecosistemas secos. Estas plantas tiene menos estomas (5-6 veces menos que las C3) y son estomas modificados para dificultar la difusión de los gases, para perder poco agua pero tambien hay dificultad para que entre CO₂, por ellola cantidad de CO₂ en las celulas del mesofilo es baja (estapor debajo de la Km del CO₂ de la rubisco) como consecuencia, no hay fijación del CO₂. en la mayor parte del tiempo la rubisco no estaria oxidando sino carboxilando. Por ellos se han adaptado a vivir en estas zonas lo que hacen es que el CO₂ que entra en el citoplasma se fija por la fosfoenol piruvato zarboxilasa y sale un compuesto de 4 carbonos (oxalacetato). El oxalacetato puede modificarse y transladarse a celulas de la vaina. Aquí hay una serie de transformaciones como la descarbolxilacion. Este va al cloroplasto donde son reducidos por la rubisco. Esta concentración de CO₂ esta por encima de la Km de la rubisco. Como consecuencia, la respiración en plantas C4 esta atenuada o no se da. Gasto de fijación de 6CO₂ y 30 ATP.

        

         Plantas CAM: Moyoritarias en zonas aridas y deserticas con mucho estrés hidrico que las ha llevado a cambios morfologicos como spinas, pelos blancos o plateados o estomas en el tallo.  Tiene que soportar altas temperaturas y hay poco agua. Contenido en ceras, lanosas. Raices con crecimiento a lo ancho. Parece tomar el CO₂ pero si se hace de dia perderian gran cantidad de agua, debido a la diferencia de potencial hidrico entre planta-atmosfera. Por eso los estomas se abren por la noche yestan en el tallo, minimizando las perdidas de agua. Tallos recubiertos de cutículas gruesas y raices poco profundas.

         El primer paso s fijar el CO₂ po la PEP en el mesófilo, pasa a oxalacetato y malato que se almacena en la vacuola. El tiempo de apertura del estoma depende de la cantidad de agua.

         Al acumularse muchoel malato el potencial hidrico de la vacuola baja y toma agua que hace salir el malato al citoplasma, inhibiendo la PEP (no más fijación de CO₂)

         El malato sale de dia y se descarboxila por la NADP enzima malica, produciendo CO₂ más piruvato que pasa al cloroplasto.

·         NAD enzima  malica

·         PEP carboxikinasa

·                 

         El primer producto que se forma es el oxalacetato que se acumula enla vacuola donde se transforma en malato. La inhibición de CO₂ viene determinado por dos factores:

Ø Disponibilidad de agua: la mayor parte del tiempo en un desierto hay escasez de agua por lo que abre los estomas durante poco tiempo y en funcion de la disponibilidad de agua. El CO₂ va entrando y se forma malato que se almacena en la vacuola. Durante el dia con los estomas cerrados,el malato sale al citoplasma y se transforma en oxalacetato. Este es descarboxilado por la carboxiquinasa. Debido a esta descarboxilacion se forma piruvato y CO₂ que es fijado en el cloroplasto por la rubisco.

Ø Inhibición de la fosfoenol piruvato carboxilasa: para que se de esto, la disponibilidad de agua debe ser muy buena. Ahora las plantas dejan abiertos los estomas toda la noche e incluso un poco después de anochecer y un poco después de que haya amanecido. Entra CO₂ en grandes cantidades y se forma mucho malato. Aumenta mucho la concertación de malato en la vacuola y disminuye mucho el potencial de soluto de la vacuola y disminuye el potencial hidrico de la vacuola por lo que entra agua y se empieza a hinchar. Aumenta el potencial de presion de la vacuola y esto hace que salga malato al citoplasma que inhibe a la fosfoesnol piruvato carboxilasa y se cierran los estomas.

     Tambien hay plantas CAM que son acuaticas y son asi por cuestion de competencia. En una charca todos los organismos estan respirando y tambien hay organismos fotosinteticos que necesitan CO₂, pero por la noche estos organismos no toman CO₂ por lo que estas plantas acuaticas toman el CO₂ por la noche.

     Las plantas C3, C4 y CAM facultativas utilizan uno u otro sostema dependiendo de la disponibilidad de agua.

 

La rubisco lo fija dentro del cloroplasto. Ante una gran falta de agua no se abren los estomas pero hay fotosíntesis ya que usa el CO₂ catabolico.

       El CO₂ tomado por la planta podemos medirlo por el calculo de CUE (uso eficiente del carbono).

 

Representa la cantidad-eficiencia de la toma del CO₂, influido por:

ü  Temperatura.

ü  Concentración del CO₂ externa.

ü  Cantidad luminica.

ü  Cantidad de elementos minerales.

ü  Edad de la hoja.

 

       El uso eficiente de la planta es la eficiencia de sus hojas. Para maximizarlas, se necesita aumentar la tasa fotosintetica, aumenta la velocidad, aumenta mucho los fotosintetizados. Para eso hace falta que las hojas estén bien dispuestas, dias optimos en duracion y calidad de luz y noche corta y fria.

       Si los parámetros ambientales varian tambien lo hace el proceso fotosintetico. Una misma planta en 2 ecosistemas distintos.

TEMA 2: ECONOMIA DEL CARBONO

 

TEMA 2: ECONOMIA DEL CARBONO

 

         Desde el punto de vista vegetal el carbono más importante es el que está en forma de CO₂ que está en la naturaleza 350 ppm (partes por millón). Es absorbido por el vegetal para crecer. Se ha medido que en un año se fijan aproximadamente 700 mil a 120 mil toneladas de CO₂. Con este CO₂  se produce el crecimiento de los vegetales. Este CO₂ que está en la atmósfera no es la mayor concentración de carbono que existe en la tierra sino que está en forma de carbonato que se puede formar de forma quimica o biológica. Este carbono representa el 80% del carbono de la tierra.

         El 20% está en forma de querosenoà restos vegetales y animales que se almacenan en el suelo. Ejemplo: rocas sedimentarias que se forman por presio donde uedan los restos de seres vivos. Estos son numeros para redondear. 0.06% en bicarbonato y carbonato disuelto en el océano (fotocopia).

         El CO₂ que utilizan los seres vivos no es ni el 1% del total que hay en la tierra. El resto está inmovilizado en la tierra.

         Aquí está el petroleo y el carbono que se vuelve a usar en el ciclo oxidativo.

 

         A partir de 1800 la concentración de CO₂ ha ido aumentando poco a poco debido al uso de combustibles como el carbon o el petroleo. En los ultimos 40 años se observa muy bien este aumento pero la linea no es continua sino que tiene picos de sierra. Existen maximos y minimos que estan en funcion de l temporada de la Tierra, en invierno los arboles se quedan sin hojas, no hacen fotosíntesis y por tanto, hay más concentración en la atmosfera. En otoño-invierno hay más CO₂ que en primavera-verano.

         El CO₂ tiene poca energia y mucha entropía y esto tiene que ser reducido para formar los amnoacidos, glucidos. Para reducir el CO₂ se necesitan electrones y por tanto se necesita energia que la aporta el sol y se trnsforma en energia quimica por el aparato fostosintetico.

 

         Los ecosistemas que fijan más CO₂ son los bosques tropicales, también los pantanos y marismas, después los vegetales de las plataformas continentales.

         El CO₂ fijado es un porcentaje bajo en comparación con el carbono de la biosfera.

         El carbono es un elemento muy importante para la síntesis de compuestos organicos como lipidos, glucidos… el carbono esta oxidado por la descomposicionde de materia organica y por larespiracion de los seres vivos.

         El carbono que llega a la atmosfera es por la degradacion de organismos, vulcanismo o por combustión y es quitado de la atmosfera por fotosíntesis o por difusión en las aguas marinas y continentales.

         Los mares absorben gran cantidad de CO₂ de la atmosfera y al aumentar el CO₂ del agua, disminuye el pH.

TEMA 1: FUNDAMENTOS FISIOLÓGICOS DEL ANÁLISIS DEL FUNCIONAMIENTO VEGETAL EN GRANDES COMUNIDADES.

 

En las selvas tropicales cerca 100% de la materia que cae al suelo se descomponen en un año.

·         En zona templada tarda de 2-4 años.

·         En las zonas frías cerca de 14 años.

         El tiempo de descomposición no es el mismo.

 

v  Tipos de respuesta de la planta al ambiente.

         En el ambiente están los factores ambientales y de transferencia, responde sobre todo a los ambientales. Respuestas.

Ø    Directa (sin retraso)à cuando se produce el factor ambiental la planta responde de inmediato. Ejemplo: fotosíntesis, funciona en cuanto hay luz.

Ø    Disparada o encendido-apagadoà se responde a factores ambientales determinados, el factor ambiental tiene que llegar a un umbral y una vez que llega aunque el factor ambiental no esté se produce la respuesta. Ejemplo: germinaciónà baja temperatura, luz roja, cantidad de agua ( se defiende de la sequía)

 

Ø    respuestas retardadas y modularesà El factor ambiental que induce la respuesta tiene que llegar a un umbral determinado para que se produzca la respuesta. La respuesta se puede amplificar. El potencial del factor también tiene que llegar a un umbral determinado. Ejemplo: para la floración necesita un número determinado de horas de luz. Además la germinación está ligada a la temperatura y humedad.

         Se necesita un umbral de factor y un potencial de factor.

         La respuesta se produce cuando el factor llega a estos umbrales aunque el factor luego desaparezca.

 

Ø    Respuesta a la Homeostasisà intenta mantener el equilibrio dentro del vegetal. Mantener constantes las variables fisiológicas. Ejemplo: relaciones hídricas, potencial hídrico. Tenerlo lo más alto posible y para ello, una vez que la planta absorbe agua del suelo para compensar las perdidas de agua. Los estomas los abren más o menos tiempo y más o menos abiertos en función de la disponibilidad de agua. Con apertura y cierre de los estomas regula su equilibrio hídrico.

 

Ø    Respuesta a Efectos condicionantes: adaptación de la planta a condiciones adversas. Ejemplo: teca, árbol con fruto rojo de madera. Vive en zonas frescas y húmedas (al lado de los ríos). Estos árboles pueden adaptarse poco a poco a zonas secas y calidas. Las adaptaciones son específicas de cada especie.

 

Ø    Respuestas a efectos de arrastre: el factor ambiental no solo influye en los vegetales que sufren dicho factor sino que también lo sufren las generaciones posterior y además se amplifica la respuesta.  Ejemplo: plantas que tienen variaciones en la temperatura entre el día y la noche crecen mejor que plantas con temperatura constante. Además, si semillas de esa planta a temperatura constante se plantan, su crecimientos es peor que el de las progenitoras. Si a las 3-4 generaciones plantamos semillas y las ponemos con variación de temperatura entre día y noche, la planta crece más pero no llega al tamaño control. Este tamaño se alcanza a las 2-3 generaciones de cultivarla con variaciones de temperatura. Esto se debe a que las adaptaciones tardan en aparecer pero también en desaparecer.

 

MODELOS.(como estudiar en el ambiente un sistema vegetal)

                   Son una serie de ecuaciones matemáticas que tratan de explicar el comportamiento de un sistema vegetal. Se usan para conocer la evolución.

                   El modelo puede ser de dos tipos:

·         Modelos empíricos: tratan de explicar como se desarrolla un sistema vegetal (concretamente un bosque) teniendo en cuenta las variables que se incluyen en el bosque pero sin ningún fundamente ecológico.

·         Modelos de proceso: tienen en cuenta todas las variables pero también tienen en cuenta los fundamentos ecológicos y como influyen en esas variables.

 

Ø    Para hacer los modelos lo primero es fijar el objetivo. A continuación debemos determinar la escala de tiempo del modelo (días, años..).

Ø    Hacer el modelo matemático, estructurar el modelo. Esta estructura debe explicar el funcionamiento del vegetal en relación con las variables.

Ø    Cada formula del modelo debe expresar un fundamento del vegetal, en función de determinados parámetros ambientales.

Ø    Cuando tenemos el modelo hay que meter datos que tenemos de otros años y compararlos con nuestros resultados obtenidos.

 

Un tipo de modelo es el de Cupid cuyo objetivo es conocer la

interacción planta- ambiente y para ello trata de describir la relación suelo-planta-atmósfera y por ello describe el funcionamiento del dosel  vegetal en relación al ambiente. El algoritmo general de este modelo es:

 

                               dA/dt = d/dz (K dE/dz) + Q

                              

            Q= energia que toma el sumidero o que emite la fuente.

            E= energia que llega al ecosistema.

            Z= altura.

            K= constante.

            t= tiempo.

            A= ganancia de energia por unidad de tiempo.