Energy flow in a marine ecosystem| Matter and Energy Flow| AP Environmental Science| Khan Academy

Summary

El guion del video ofrece una visión profunda de los diversos productores y consumidores en un ecosistema marino, particularmente en un estuario. Se explica cómo la combinación de agua dulce y salada resulta en una zona altamente productiva, comparable a las selvas tropicales. Se ilustra cómo la energía fluye desde los productores primarios, como fitoplancton y algas, hasta los consumidores primarios y secundarios, hasta los depredadores ápices, con pérdidas significativas en cada capa debido a la respiración y otros procesos vitales. El fitoplancton es crucial, siendo responsables del 50% de la síntesis de fotosíntesis en la Tierra. Además, se menciona la importancia de la zona eufotoica para la fotosíntesis y la nutrición de los ecosistemas acuáticos.

Takeaways

• 🌊 Los ecosistemas estuarinos son una mezcla de agua dulce de los ríos y agua salada del mar, lo que les da una alta productividad energética.
• 🌱 Los productores primarios, como la fitoplancton, las algas y las plantas marinas, son esenciales en la producción de energía a través de la fotosíntesis en el ecosistema estuarino.
• 🌿 La mitad de la fotosíntesis de la Tierra se realiza en el océano por organismos flotantes como la fitoplancton y ultraplankton.
• 📊 La pirámide de energía muestra una disminución significativa de energía a medida que se desplaza hacia arriba, con aproximadamente un 10% de la energía disponible para el siguiente nivel.
• 🐟 Los consumidores primarios, como el zooplancton y algunos peces, se alimentan de los productores primarios y solo pueden utilizar una fracción de la energía disponible.
• 🔥 Gran parte de la energía se pierde en forma de calor, respiración y movimiento, y se convierte en detritus, que es materia orgánica que no es consumible inmediatamente.
• 🦈 Los depredadores ápices, como los tiburones, se encuentran en la cima de la pirámide de energía y tienen la menor cantidad de energía disponible para su supervivencia.
• 🔄 La muerte de los organismos en el ecosistema lleva a una recirculación de nutrientes, lo que beneficia a los productores primarios y a otros organismos.
• 🌞 La energía en el ecosistema marino proviene principalmente de la luz solar, que es convertida en energía orgánica por los productores primarios.
• 🌅 La zona eufotoica es la región del océano donde hay suficiente luz para que ocurra la fotosíntesis, y es donde se encuentra la mayor producción primaria.
• 🌐 La productividad de los estuarios es comparable a la de los bosques tropicales, lo que demuestra su importancia en la biosfera.

Q & A

¿Qué es un estuario y qué lo hace único en términos de producción de biomasa?

Un estuario es una zona donde un río se encuentra con la marea del mar, mezclando agua dulce con agua salada. Es un entorno altamente productivo desde el punto de vista energético o de biomasa debido a la abundancia de nutrientes y la mezcla de aguas.

¿Cuál es el papel de los productores primarios en un ecosistema marino como un estuario?

Los productores primarios, como el fitoplancton, el pasto marino y las algas, realizan la fotosíntesis para convertir la energía solar en compuestos orgánicos que forman la base de la pirámide energética en el ecosistema.

¿Qué porcentaje de la fotosíntesis mundial se atribuye a los fotosintetizadores flotantes como el fitoplancton?

Aproximadamente el 50% de la fotosíntesis mundial, o la producción primaria neta, es realizada por fotosintetizadores flotantes como el fitoplancton y el ultraplankton.

¿Por qué solo una pequeña fracción de la energía de los productores primarios está disponible para los consumidores primarios?

Solo alrededor del 10% de la energía de los productores primarios está disponible para los consumidores primarios porque gran parte de la energía se pierde en procesos como la respiración, el movimiento y la producción de calor.

¿Qué es el detritus y qué papel juega en la transferencia de energía en un ecosistema?

El detritus es la biomasa que no es consumida por el siguiente nivel trófico y consiste en materia orgánica muerta. Juega un papel crucial en el reciclaje de nutrientes y energía a través de detritívoros como las estrellas de mar.

¿Qué es el zooplancton y qué rol desempeña en la cadena alimentaria de un estuario?

El zooplancton es un grupo de organismos animales que drifta con las corrientes y se alimenta de fitoplancton. Actúa como un consumidor primario en la cadena alimentaria, transfiriendo la energía a niveles superiores como los peces.

¿Por qué la productividad primaria es mayor en zonas como los estuarios?

La productividad primaria es mayor en estuarios porque son zonas poco profundas con abundante luz y nutrientes, lo que favorece la fotosíntesis y la producción de biomasa.

¿Qué es un consumidor secundario y cómo se relaciona con los demás niveles tróficos?

Un consumidor secundario, como el mero, se alimenta de consumidores primarios como el zooplancton o peces más pequeños. Recibe solo el 10% de la energía disponible del nivel inferior y transfiere una fracción aún menor al siguiente nivel trófico.

¿Qué son los detritívoros y cuál es su importancia en un ecosistema marino?

Los detritívoros son organismos que se alimentan de materia orgánica muerta, ayudando a reciclar nutrientes y manteniendo el flujo de energía en el ecosistema. Ejemplos incluyen estrellas de mar.

¿Qué es la zona eufótica y por qué es crucial para la fotosíntesis en ambientes marinos?

La zona eufótica es la capa superficial del agua donde penetra suficiente luz para permitir la fotosíntesis. Es crucial porque define el límite en el que los productores primarios pueden crear energía a partir de la luz solar en ambientes marinos.

Outlines

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🌊 Ecosistemas marinos y producción primaria

El instructor explora en detalle los distintos productores y consumidores en un ecosistema, centrándose en un ecosistema marino específico: un estuario. Un estuario es un lugar donde el agua dulce de un río se mezcla con el agua salada del mar, lo que resulta en una zona productiva tanto en términos de energía como de biomasa. Se menciona la importancia de los productores primarios como el fitoplancton, las plantas marinas y el algas, que a través de la fotosíntesis contribuyen significativamente a la producción de energía en la Tierra. Se explica cómo se representa la producción primaria en una pirámide de energía, con ejemplos de biomasa y calorías, y se destaca la eficiencia en la transferencia de energía a través de los diferentes niveles tróficos.

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🐟 Consumidores primarios y pérdida de energía

Se profundiza en la cadena trófica, analizando a los consumidores primarios como el zooplancton y los peces que se alimentan de plankton. Se discute cómo solo una fracción del 10% de la energía primaria está disponible para los consumidores de la siguiente capa trófica. Además, se explica que gran parte de la energía no consumida se convierte en detritus y se pierde como calor, movimiento o crecimiento. Se introduce el concepto de detritívoros, como las estrellas de mar, que juegan un papel crucial al reciclar nutrientes de los desechos a los productores primarios. Finalmente, se menciona la zona eufotoica, donde la luz solar es suficiente para permitir la fotosíntesis en ambientes marinos.

Keywords

💡Ecosistema marino

Un ecosistema marino es un sistema natural formado por organismos vivos y el medio físico en el que se desarrollan, como el agua y el sedimento. En el video, se enfoca en un estuario, un tipo de ecosistema marino donde se mezclan agua dulce de un río con agua salada del mar, siendo un lugar muy productivo energética y en biomasa.

💡Estuario

El estuario es un lugar donde se encuentran la desembocadura de un río en el mar, lo que resulta en una mezcla de agua dulce y salada. Es un ambiente muy dinámico y productivo, como se describe en el guion, y es comparable en productividad a los bosques pluviales.

💡Productores primarios

Los productores primarios son organismos que pueden realizar la fotosíntesis, como las plantas y ciertos organismos acuáticos. En el video, se mencionan como ejemplos de productores primarios en un estuario: fitoplancton, pastos marinos y algas, que son fundamentales para la creación de energía y biomasa en el ecosistema.

💡Fitoplancton

El fitoplancton son organismos microscópicos que realizan fotosíntesis y son parte del plancton. Son críticos para la cadena alimentaria marina, como se indica en el script, y contribuyen significativamente a la producción primaria en el estuario.

💡Plancton

El plancton es un término general que se refiere a organismos acuáticos que no pueden moverse activamente contra las corrientes y son llevados por el agua. Incluye a fitoplancton y zooplancton, y es fundamental para la vida en el estuario, como se describe en el video.

💡Fotosíntesis

La fotosíntesis es el proceso por el cual ciertos organismos, como las plantas y fitoplancton, convierten la luz solar en energía química. Es esencial para la vida en la Tierra, y en el video se resalta su importancia en el estuario y en la producción de energía en el ecosistema marino.

💡Pirámide de energía

La pirámide de energía es una representación gráfica que muestra la distribución de energía a través de los niveles tróficos de un ecosistema. En el video, se utiliza para ilustrar cómo la energía se transfiere de los productores primarios a los consumidores primarios y hacia arriba en la cadena alimentaria.

💡Zoo_plancton

El zooplancton son organismos animales diminutos que viven en el agua y forman parte del plancton. Son consumidores primarios que se alimentan de fitoplancton y son un ejemplo de cómo la energía se transfiere en el estuario, como se menciona en el script.

💡Detritus

El detritus se refiere a los restos orgánicos no comestibles que quedan después de que los organismos han consumido lo que pueden de la biomasa. En el video, se discute cómo el detritus puede ser utilizado por organismos como los detritívoros, que a su vez liberan nutrientes al ecosistema.

💡Detritívoros

Los detritívoros son organismos que se alimentan de materia muerta o detritus. En el video, se menciona un ejemplo de detritívoro, la estrella de mar, que desempeña un papel importante al reciclar nutrientes en el ecosistema marino.

💡Zona eufotoica

La zona eufotoica es la capa superior del océano donde hay suficiente luz solar para que ocurra la fotosíntesis. Es relevante en el video al discutir dónde en el estuario se puede realizar la fotosíntesis y, por lo tanto, donde se produce la mayor cantidad de energía.

Highlights

El video explora los distintos productores y consumidores en un ecosistema marino, específicamente en un estuario.

Un estuario es un lugar donde el agua dulce de un río se mezcla con el agua salada del mar.

Estuarios son muy productivos energética y en biomasa comparados con otros ecosistemas.

La pirámide de energía muestra la distribución de energía a través de los niveles tróficos en el estuario.

Los productores primarios en un ambiente marino incluyen fitoplancton, pastos marinos y algas.

El 50% de la síntesis de fotosíntesis en la Tierra proviene de fitoplancton y ultraplankton.

La producción primaria neta en un estuario es de aproximadamente 2,000 gramos por metro cuadrado al año.

La energía disponible para los consumidores primarios es solo un 10% de la producción primaria neta.

La mayoría de la energía se pierde en forma de calor o se utiliza para la respiración y el crecimiento.

Los consumidores primarios incluyen zooplancton y peces que se alimentan de plankton.

La energía disponible para los consumidores secundarios es aproximadamente 80 kilocalorías por metro cuadrado al año.

Los depredadores ápex, como las tiburones, solo reciben alrededor de 8 kilocalorías por metro cuadrado al año después de su actividad.

La energía se pierde significativamente al pasar de un nivel trófico a otro en la pirámide de energía.

La energía en el ecosistema marino proviene inicialmente de la luz solar y se convierte en formas utilizables a través de la fotosíntesis.

Los depredadores ápex eventualmente mueren y su biomasa puede ser consumida por otros organismos.

Los detritívoros, como las estrellas de mar, consumen la materia muerta y liberan nutrientes para los productores primarios.

La zona eufotoica es la región marina donde hay suficiente luz para realizar la fotosíntesis.

La presencia de luz en la zona eufotoica permite una mayor producción primaria en estuarios y ambientes similares.

Transcripts

- [Instructor] In this video we're gonna take a deeper look

at the various producers and consumers in an ecosystem.

And for the sake of diversity, no pun intended,

we're gonna look at a marine ecosystem,

let's say an estuary.

And an estuary generally refers to a place

where you have a river coming to where the tide comes.

So it's a mixture of both the fresh water from the river

and the saltwater from the sea.

And they tend to be very productive from an energetic,

or a biomass point of view.

So if I were to make an energy pyramid for, let's say,

this estuary that we're looking at right over here,

it might look something like this,

where at the bottom layer, these are the primary producers,

and we've studied this in other videos.

Primary producers in a marine environment.

These would be things like phytoplankton.

Phyto, they're doing photosynthesis,

and they're plankton.

Plankton is a general term.

It comes from the Greek for drifter.

This right over here is sea grass.

Also something that can photosynthesize,

and this right over here is algae,

which I'm sure you have seen when you've gone to the sea

or you've gone to a pond of some sort.

And when we think of photosynthesis,

we often talk about terrestrial things.

Things like trees, but a lot of us don't realize that 50%,

that's a big number, of Earth's photosynthesis,

or net primary production, or organic energy compounds,

is produced by floating photosynthesizers,

like phytoplankton and ultraplankton.

So things like this, things that you oftentimes don't see.

And as I mentioned, estuaries tend to be quite productive.

They actually are comparable to things like rainforests.

Now, for the sake of making things tangible,

this being an estuary, which is very productive,

let's imagine that the net primary production from

this first layer, we can think about it in terms of biomass,

maybe it's about 2,000 grams per square meter per year.

Or we could think about it in terms of calories.

This would be approximately equal to it.

It depends on the type of biomass you're talking about,

but you have roughly four kilocalories per gram.

So that would be roughly 8,000 kilocalories

per square meter per year.

That's the net primary production of this first layer

of the primary producers.

Then what would we see at the next layer?

Well, we know that not all of that energy can be used

by that next layer, which would be the primary consumers.

And there's some examples here and it's much more complex

than what this pyramid depicts, but what we see here,

these are zooplankton, which are really,

you could view it as animal plankton.

It's a large category of things.

They have the word plankton in it.

So they kinda have to go with the flow

of whatever the tide is doing,

whatever the currents are doing.

Another primary consumer could be a fish

like this royal blue tang that might be eating plankton,

and the net energy that's available to the layer above that

is gonna be a small fraction of the net primary productivity

of that first layer.

Typically it's about 10%.

So there might be,

instead of 8,000 kilocalories, 10% of that,

we'd be talking about approximately

800 potential kilocalories per square meter per year

that'd be available for the next layer.

Now you might be saying, "Hey,

where are all of the other calories going?"

Well, remember, even in this first layer,

we said this is net primary production.

The gross would be even higher.

These photosynthesizers had to use that energy for things

like respiration, and even on the net basis,

the reason why so much gets lost when you go

to the next layer, is these animals here.

They have to use that energy to live,

to do things like respiration and a lot of this energy is

just not consumable by the next layer.

So it can become detritus, which is,

you can just think of this biomass

that is just laying around.

Energy at every level can be lost to heat,

can be used for movement, for growth.

So you can imagine you get to a level above that,

we could call this secondary consumer.

And this is just a picture of a grouper.

Marine ecosystems would be much more complex than this,

but the net calories after the groupers lived their life,

et cetera, et cetera, that is available to the level

above that would be roughly, again, 10%.

So maybe 80 kilocalories per square meter per year.

And that at least in this example,

at the top of this pyramid,

we have an apex predator, that is a shark.

What is available after the shark's done all

of its business is roughly 10% of that.

So approximately eight kilocalories

per square meter per year.

And so the important thing to think about is,

whether we're talking about terrestrial

or marine environments,

you have this significant loss of energy as we go

from one layer of the pyramid to another,

but at the same time, everyone has to be using energy.

And the energy has to come from someplace

and we've covered in other videos,

it's coming from sunlight.

And there has to be this continual process

of taking light energy and through photosynthesis converting

it into a form of energy that can be used by life.

And then you have significant energy loss,

but that energy keeps flowing up this pyramid.

And we're not even done because even the apex predators,

at some point they're going to die

and then they have tissue and in that biomass

there's energy that could be consumed by others.

Also to release nutrients that could be used

by these initial primary producers.

And that's where things like detritivores,

and this is a starfish, which is a detritivore,

things that can actually consume dead matter.

They are really useful because then they can bring nutrients

back to primary producers, and to others.

And when we're talking about an aquatic environment

like this and we're talking about photosynthesis,

one question you might be asking is,

"Wait, where can photosynthesis occur?

If you go deep enough it's going to get quite dark."

And you'd be right if you were asking that question.

When you think about marine environments,

there's something known as a euphotic zone,

which is the zone where it's shallow enough

to get enough light

so that you can actually do photosynthesis.

And so it's no coincidence that things like estuaries,

things where the water is shallower,

where there's going to be more nutrients

and where there's going to be more light,

that you actually have more primary production.