ENERGÍA Y MATERIA EN LOS SERES VIVOS.

La vida se origina en un mundo en el que ya existen la materia y la energía.

Con la vida empieza a extenderse y a diversificarse en el planeta una materia muy especial, la materia orgánica, que químicamente está formada por algunos de los mismos elementos que constituyen los materiales inorgánicos, como el carbono , oxigeno e hidrogeno.

Los sistemas vivos

Los sistemas vivos se caracterizan porque no son desconectables de los flujos de energía.

Entre los sistemas vivos se distinguen dos tipos:

*Los que están atravesados por una circulación abierta de la materia (ser vivo)

*Los que tienen circuitos casi cerrados de materia , es decir , ciclos (ecosistema)

Formas de energía que utiliza la vida

La energía se presenta de distintas formas: energía calorifica, energía cinetica, energía luminosa, energía potencial y energía quimica de enlace.

Las energías directamente implicadas en los procesos biologicos se consideran internas , mientras que las otras se denominan externas.

Catabolismo y anabolismo.

En el metabolismo de los seres vivos se distinguen dos tipos de reacciones : catabolismo , que es la rotura de enlaces quimicos de algunas moleculas organicas que produce energia, y anabolismo, que es la formacion de enlaces que consumen energía.

Para que el metabolismo desdde el punto de vista energetico sea posible , estas dos reacciones deben estar acopladas.

Quimiosintesis y fotosintesis.

La quimiositesis y la fotositesis son dos procesos anabolicos muy importantes desde el punto de vista energetico, porque representan la sitesis de materia organica a partir de energia quimica de materiales inorganicos (quimiositesis) o de la radiación luminosa (fotositesis).

La energia que viene del sol

El sol constituye la fuente de energía que permita que la tierra sea un planeta vivo.

La Bisofera es un sistema vivo que no se puede desconectar del flujo de energía que proviene del astro solar.

Medidas de la radiacion solar:

El numero de horas de insolación se mide por medio de un aparato denominado heliografo.

La energia de la radiación solar se mide con los solarímetros.

La constante solar: La cantidad de energía radiante que llega al limite de la alta atmosfera recibe el nombre de constante solar y tiene un valor aproximado de 2cal/(cm2 * minuto).

Radiación solar

La emisión solar es una mezcla de radiaciones de distinta longitud de onda , donde se pueden distinguir tres fracciones:

*La luz o radiación visible : que es la que las personas podemos ver, contiene el 42% de la energía de la emisión solar.La radiación visible contiene la energía adecuadapara ser aprovechada en la fotositesis.

*La radiacion ultravioleta representa el 9 % de la energia total.No puede ser percibida por las personas . Es una radiacion que tiene mucha energia y por tanto , produce la rutura de los enlaces quimicos.

*La radiacion infrarroja: tiene el 49 % de la energia total, su longitud de ondea es mayor que la de la luz.Tampoco puede ser percibida por las personas.Tiene poca energía y sólo produce agitacion termica, es decir , calienta.

La radiacion solar que llega a la superficie del planeta

Absorbida por el ozono 3 %

Reflejada 28%

Absorbida por el vapor de agua 17%

Absorbida por las nubes 5%

Absorbida por las plantas 0.2 %

Absorbida por el agua 25.8%

Absorbida por la tierra 21%

Distribucion de la radiacion sobre el planeta: La posicion relativa a la tierra respecto al sol, y el movimiento de la misma alrededor del astro condicionan, por ejemplo que en el ecuador se reciba más energía que en los polos y que en verano llegue más que en invierno.

El concepto de ecosistema

Un ecosistema se define como el conjunto de las especies que conviven en un determinado lugar (biocenosis) y toda la serie de factores del medio en que habitan (biotipo).

Desde el punto de vista energetico, un ecosistema es un ser vivo, conectado a un flujo de energía, pero en el que la materia fluye en un circuito que se puede considerar cerrado.

Estructura trofica de la biocenosis.

Dentro de cada biocenosis es posible diferenciar una serie de niveles tróficos. Cada nivel trofico agrupa todas aquellas especies que tienen un mismo tipo de alimentacion,que siempre es una dieta a base de especies del nivel inferior.

*El primer nivel trofico , es el de los productores primarios, organismos autotrofos que procudcen la fotositesis , o en algunos casos la quimiosintesis.

*Los fitogafos o herbivoros son el segundo nivel trofico. Son animales que se alimentan exclusivamente de materia vegetal. Compreende desde animales microoscopicos hastalos grandes mamiferos.

*Los zoofagos forman los siguientes niveles: de primer orden que son los que se alimentan de fitogafos , y los del segundo orden , que son los que se alimentan de animales del primer orden.

Los organismos llamados descomponedores , son los que se alimentan de cadaveres se consideran como un nivel especial.

Biomasa, mineralomasa y producción

Biomasa se define como la masa de organismos vivos por unidad de superficie o volumen.

La mineralomasa sirve para expresar el peso de cada elemento químico presente en un ecosistema, por unidad de superficie.

Produccion primaria es la biomasa producida en un ecosistema por unidad de tiempo.

El ciclo del agua

-Comienza con la evaporación en los maresde casi medio millón de km3, que originan continuamente nubes, y de los cuales casi el 90 % vuelve directamente al mar en forma de lluvia.

De los continentes tambien se produce una emisión continua de agua a las atmosfera por evaporacion de la cubierta vegetal.Este proceso se denomina evotranspiración.

Todo el agua que va a la atmosfera representa el total de lluvia que cae en tierra firme, de la cual algo menos de la mitad desde los arroyos de las montañas , pasa por los afluyentes y termina en los rios , que la mandan al mar , donde empieza un nuevo ciclo.

El ciclo del nitrogeno.

El componente predominante en la atmosfera es el gas nitrogeno , que es muy poco reactivo quimicamente. Solo existen dos vias para que el nitrogeno sea aprovechable para la biosfera:una de ellas es la fijación abiotica , que se produce con los rayos, y outra la fijación biotica , poe bacterias, unas viven libres y otras lo hacen en simbiosiis con plantas.

Ciclo del carbono

El almacen más importante de carbono de encuentra en los mares. En la atmosfera la mayor parte de carbono se encuentra en forma de dioxido de carbono, esta es precisamente la molecula mayoritaria en los flujos de este cielo en el que intervienen los seres vivos . En la respiracion de todos los organismos acuaticos y terrestres tambien se produce dioxido de carbono que pasa agua a la atmosfera.En la fotosintesis se toman moleculas de dioxido de carbono.