Servomecanismos en ecosistemas

SERVOMECANISMOS EN

ECOSISTEMAS

“Los bienes y los servicios esenciales de nuestro planeta dependen de la variedad y de la variabilidad de los genes,

de las especies, de las poblaciones y de los ecosistemas”

Agenda 21. Conservación de la diversidad biológica

Río de Janeiro, 1992

• Son sistemas complejos que se auto-organizan por el flujo de

energía que atraviesa todos los componentes.

• Los ecosistemas se auto-organizan en términos de la producción,

consumo y el reciclamiento de tal manera que se puedan

aprovechar mayores cantidades de energía a la vez que la auto

organización procede.

• Odum desarrollo una técnica grafica para representar los procesos

fundamentales para la dinámica de ecosistemas en modelos muy

convenientes. (Flujo de energía, Odum 1988)

• Son clasificados mediante Holdrige (1967) en “Zonas de vida”.

Consta de tres niveles incorporados: Zonas de vida, Asociación y

Sucesión.

¿ QUÉ ES UN ECOSISTEMA?

Enfoque del estudio: Complejidad de

Sistemas.

En la complejidad de Sistemas (Interrelaciones). Es decir un sistema ecológico afecta a otro sistema ecológico.

• Composición de Ecosistemas:

Sustancias inorgánicas, orgánicas, factores ambientales, físicos, productores u organismos, microorganismos, consumidores microscópicos.

• Funcionamiento de Ecosistemas:

Fotosíntesis, respiración, circulación de minerales, sucesión, patrones de regulación.

La absorción y concentración de agua y minerales, y la regulación de flujos de materia y energía. Entre los componentes del sistema dependen de su organización estructural. Son procesos que contribuyen al flujo optimo de energía.

Principio de la Máxima Potencia (Alfred

Lotka)

• Auto-organización en los sistemas a través de sus

manifestaciones en transformaciones de energía,

estructuras jerárquicas, control de conexiones para la

retroalimentación,etc.

• Los que perseveran son aquellos que cuentan con una

estructura y organización que les permita acceder a la

mayor energía disponible y aprovecharla con mayor

eficiencia. Hay una parte de la energía que no se degrada

sino que se reaprovecha continuamente a través de

mecanismos de reciclaje como parte de su auto

organización.

Flujo de Energía jerárquica

• Transformidad: Función del papel que esta cumple en la

organización del sistema. Medida energética de la

posición en la jerarquía del sistema.

• Emergía: Medida que busca representar la memoria de

las transformaciones energéticas en un sistema.

• Gas de camisea, solo se mide el gasto de extracción no

el gasto que representa al sistema.

• A mayor concentración de energía, mayor emergía.

• Entropía: Cantidad de degradación de la energía en un

proceso.

• Exergía: Es la medida de la distancia de un sistema al

equilibrio. Cantidad de energía para hacer trabajo.

El término EMergía, del que deriva la

denominación de Síntesis Emergética.

Dicho concepto se define como la

cantidad de energía que ha sido

empleada de

forma directa o indirecta en la

generación de un determinado bien

o servicio (Odum,

1988, 1996; Odum & Odum, 2003).

De esta forma, y siempre según el

método emergético, el valor de un

recurso (bien) o servicio (y el precio

que estima el mismo) es intrínseco a

dicho recurso y proporcional a su

emergía, es decir, a toda la energía

empleada en su “fabricación”,

expresada en las mismas unidades

estandarizadas.

Termodinámica y los Ecosistemas

• La termodinámica se define como los cambios de estado del sistema (Faber y otros 1995)

Odum: La energía no es la misma en diferentes niveles de la jerarquía organizativa. En términos de la 1era ley, no importa su calidad. ( Un julio es un julio).

En todo cambio de estado en un sistema, la energía experimenta degradación en su calidad. “Entropia”. Medida de dispersión de la energía. (Clausius 1850).

Solo una pequeña parte de la energia usada por cualquier organismo esta disponible para el consumo por un organismo del siguiente nivel.

• Para entender la producción de elegía es necesario

conocer los siguientes conceptos:

• Producción primaria: Es la cantidad de energía fijada

por los vegetales en la fotosíntesis.

• Producción bruta: Energía total asimilada por el

organismo.

• Producción neta: Energía que se utiliza en crecimiento y

reproducción, esa es la cantidad de energía que queda

después de descontar los gastos de energía en

respiración

La Jerarquía de transformación energética, que señala que los flujos de

energía del universo están organizados en una jerarquía de transformación

energética ligada al proceso de disipación de la energía o aumento de la

entropía (Odum, 1996; Campbell, 2000; Tilley, 2004).

Termodinamica

• A mayor energía = Mayor Auto-organización

(Energía es lo opuesto a entropía)

• Ilya Prigogine: Los sistemas que se alejan del equilibrio,

no pueden ser reversibles a razon de la entropia que se

produce entre ellos. (Se trata de sistemas reales)

• El aumento del orden en un sistema, significa una

reducción de entropía. La disipación máxima de entropía

ocurre cuando el flujo es ordenado y no caótico.

Entra de energía exógena

Producción interna de entropía, disipación .

Retroalimentación positiva.-

Reorganización (AUTO-ORGANIZACIÓN-

Aumenta la complejidad:

Sucesión Ecológica

La sucesión es un fenómeno de ocupación progresiva del espacio, de acción y

reacción incesantes.

Un desierto puede convertirse en una selva si dispone de las condiciones

adecuadas.

La sucesión ecológica se refiere principalmente a las especies vegetales.

Debería existir un estudio integrado de la sucesión a nivel de las diferentes

comunidades del ecosistema: plantas, diversos grupos de animales, bacterias,

etc. Pero este aspecto de la ecología no está muy estudiado.