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NATALIA RAMÍREZ ALBÁN
BIOLOGÍA III
Guía de estudio
Código 3113
2
Producción académica
Evelin Umaña Ramírez
Revisión filológica
María Benavides González
Diagramación e ilustraciones
Evelin Umaña Ramírez
Encargada de cátedra
Carolina Godoy Cabrera
Esta guía de estudio ha sido confeccionada en la
UNED, en el año 2011, para ser utilizada en la
asignatura Biología III, código 3113, impartida en
el programa Enseñanza de las Ciencias Naturales.
Universidad Estatal a Distancia
Vicerrectoría Académica
Escuela de Ciencias Exactas y Naturales
3
Contenido
Presentación ......................................................................................... 4
Tema 1. Ecosistemas: ¿cómo funcionan ................................................. 6
Tema 2. Los diversos ecosistemas de la tierra ..................................... 22
Tema 3. Crecimiento y regulación de las poblaciones .......................... 36
Tema 4. Interacciones con la comunidad ............................................. 56
Referencias bibliográficas ................................................................... 66
Guía de estudio Biología III (código 3113)
4
Presentación
El curso Biología III (código 3113), impartido por la cátedra de Ciencias Biológicas,
Escuela de Ciencias Exactas y Naturales, pretende mejorar la visión sobre aspectos
colectivos, como lo son las implicaciones de la contaminación ambiental, la utilización
de los recursos naturales y el crecimiento de las poblaciones, cuyos efectos se
manifiestan en los ecosistemas del planeta. El propósito es incentivar la formulación de
respuestas reflexivas y prácticas por parte de los estudiantes, quienes, como futuros
docentes, impulsarán a sus alumnos en las prácticas de conservación y utilización
racional de los elementos del ambiente.
La presente guía de estudio le ofrece pautas sobre cómo utilizar el libro Los seres vivos:
su evolución y ecología, de Audersirk, Audersirk y Byers (2011) y el material
complementario Temas de biología para Costa Rica, de Audersirk, Audersirk, Byers y
Molina (2009). En adelante, a la primera obra se le llamará “el texto” y a la segunda, “el
folleto”, los cuales ofrecen los contenidos pertinentes para satisfacer los propósitos de
esta asignatura.
La guía se encuentra dividida en temas. En cada uno encontrará un sumario y objetivos
de aprendizaje, con los cuales el estudiante se orientará en la lectura de los contenidos
del texto y folleto. Dichos objetivos serán considerados como parte de los lineamientos
para diseñar la evaluación de la asignatura.
En la sección guía de lectura, al inicio de cada tema, aparece un cuadro con información
sobre las páginas del texto o folleto correspondientes a los detalles de repaso descritos
en la respectiva sección.
Seguidamente, encontrará el desarrollo de los conceptos más importantes del tema para
ser considerados por los estudiantes, quienes participarán en la elaboración de la
Guía de estudio Biología III (código 3113)
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información, a partir de la lectura realizada en el texto y folleto. Se diseñaron figuras,
cuadros y actividades para reforzar el aprendizaje de los contenidos y como apoyo
práctico para la evaluación del curso.
Los temas en la presente guía, serán discutidos en las tutorías correspondientes. Se le
sugiere seguir la secuencia indicada en el siguiente cuadro:
Tema en la guía de estudio Capítulo del texto Páginas del texto
1 Ecosistemas: ¿cómo
funcionan?
¿Cómo funcionan los
ecosistemas? 339 a la 359
2 Los diversos ecosistemas
de la Tierra
Los diversos ecosistemas de la
Tierra 361 a la 393
3 Poblaciones Crecimiento y regulación de las
poblaciones 297 a la 317
4 Comunidades Interacciones con la comunidad 319 a la 337
El estudio del tema dos incluye la lectura de la sección “Ecosistemas de Costa Rica”,
localizado entre las páginas 1 y 10 del folleto Temas de biología para Costa Rica.
Se le recomienda leer los contenidos del texto y desarrollar los ejercicios al final de cada
capítulo para reafirmar su aprendizaje. Posteriormente, realice un repaso temático con
esta guía, en donde encontrará actividades y argumentos dinámicos con los cuales
complementará el estudio de los conceptos aprendidos. Al finalizar este curso, usted
será capaz de aplicar los fundamentos básicos de la ecología en situaciones reales de
nuestro país y Latinoamérica.
Guía de estudio Biología III (código 3113)
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Tema 1. Ecosistemas: ¿cómo funcionan
Tema 1
ECOSISTEMAS: ¿CÓMO
FUNCIONAN?
Sumario
Vía de la energía y los nutrimentos
¿Cómo fluye la energía a través de las comunidades?
¿Cómo se desplazan los nutrimentos dentro y entre los ecosistemas?
¿A qué se deben la lluvia ácida y el calentamiento global?
¿Qué causa la lluvia ácida o sedimentación ácida?
¿Cómo contribuye la alteración del ciclo de carbono al calentamiento
global?
Objetivos
Al finalizar el estudio de la lectura asignada del texto, entre otras habilidades, usted será
capaz de:
Definir los conceptos básicos del ecosistema.
Explicar las reacciones involucradas en el flujo de energía en un ecosistema.
Describir el desplazamiento de los nutrimentos dentro de los ecosistemas y entre
ellos.
Analizar los efectos de distintos impactos ambientales sobre el funcionamiento de los
ecosistemas.
Tema 1. Ecosistemas: ¿cómo funcionan?
7
Guía de lectura
Refiérase a los contenidos ubicados entre las páginas 339 y 359 del
texto Los seres vivos: su evolución y ecología, correspondiente al
capítulo 16, “¿Cómo funcionan los ecosistemas?”. Luego, proceda a
repasar el desarrollo temático presentado a continuación.
Introducción
La Ecología tiene varias definiciones; según Smith y Smith (2001), es el estudio
científico de las relaciones entre los organismos y su ambiente. El término ecología
deriva de las palabras griegas oikos, entendido como “casa”, y logia, definido como “el
estudio de”. Por lo tanto, la ecología es el estudio de la casa.
Esta guía comenzará con la definición del concepto de ecosistema y su descripción, se
estudiará cada uno de sus componentes hasta llegar a un análisis de su unidad menor.
Para iniciar, imagine el planeta Tierra desde el espacio, como se
muestra en la figura 11, en la cual puede distinguir la parte donde se
encuentran las formas de vida.
Toda esa variedad de colores observados representan una amplia
variedad de ecosistemas. Al conjunto de los ecosistemas de la Tierra o
ecosistema planetario, se le llama biosfera. Un ecosistema, como se
mencionó anteriormente, es la mayor unidad de la ecología.
1 File:Nasa earth.jpg (en línea,
<http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0e/Nasa_earth.jpg?uselang=es>, consultado en Julio del 2011)
Figura 1. Planeta Tierra Fuente: Wikimedia commons1
Guía de estudio Biología III (código 3113)
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¿Qué significa ecosistema? El prefijo eco se refiere al ambiente; el sistema involucra a un
conjunto de partes (factores bióticos y abióticos) interrelacionados, los cuales funcionan
como un todo.
Regresemos a la figura 1, si acercamos aún más la imagen y logramos distinguir un
bosque tropical, como el representado en la figura 2. Identifique cuatro ejemplos para
cada una de las variables señaladas en el esquema.
Figura 2. Ecosistema de un bosque tropical
FACTORES BIÓTICOS FACTORES ABIÓTICOS
1. 1.
2. 2.
3. 3.
4. 4.
Tema 1. Ecosistemas: ¿cómo funcionan?
9
Los recursos audiovisuales son una excelente ayuda para impartir sus
lecciones como docente de Ciencias Naturales. Luego de ingresar en el
siguiente vínculo, diríjase a la parte derecha de la página y haga doble clic
en el ícono foto 180, conducirá a una ventana en donde se aprecia la
imagen de un bosque tropical, visto desde un ángulo de 180º. El video fue
tomado en La Estación Biológica La Selva, en Sarapiquí, Heredia, Costa Rica.
http://www.nacion.com/Generales/Subsitios/AldeaGlobal/2011/DiaMun
dialdelAmbiente.aspx
1.1. Vía de la energía y los nutrimentos
Regresemos a la pregunta inicial, ¿cómo funcionan los ecosistemas? Su mecanismo de
acción se realiza gracias a un flujo continuo de energía de la luz solar y un reciclado
constante de los nutrientes.
Según Audesirk et al. (2011), la energía es la capacidad de realizar un trabajo. Una
forma de energía es la transmitida por el sol, la cual llega a la Tierra en forma de luz y
es captada por los seres autótrofos, como las plantas, en forma de fotones y permite la
activación de procesos como la fotosíntesis, el cual convierte la energía lumínica en
compuestos orgánicos como los azúcares.
Las plantas necesitan, además de la energía lumínica, algunos nutrientes para producir
su alimento. Estas sustancias son adquiridas del ambiente y se requieren para la
supervivencia, crecimiento y desarrollo de un organismo; se encuentran disponibles en
la Tierra gracias a los ciclos biogeoquímicos.
El ciclo de los nutrientes, también, responde a procesos de transformaciones de energía,
correspondientes a los postulados de las leyes de la termodinámica.
Nutrimento
se refiere a
los alimentos
producidos
por las
plantas,
gracias a la
acción de la
Guía de estudio Biología III (código 3113)
10
Figura 3. Representación de la primera ley de la termodinámica
En la figura anterior, las flechas representan el flujo unidireccional continuo de la
energía, parte de esta se repone, constantemente, a partir del Sol. La energía, al
transformarse o transferirse a distintos niveles tróficos, se libera en forma de calor.
Primera ley de la termodinámica
Se refiere a la transformación cíclica de la energía sin conocer su origen; dicho de
otra manera, la energía no se crea ni se destruye, solamente cambia de forma. No
hay ganancia ni pérdida en la energía total (figura 3).
ECOSISTEMA 1
Comunidad A
ECOSISTEMA 2
Energía calorífica
Se irradia de vuelta al espacio
Comunidad B
Comunidad C
Comunidad D
SOL
Tema 1. Ecosistemas: ¿cómo funcionan?
11
Figura 4. Representación de la segunda ley de la termodinámica
Observe la manera como los nutrientes pasan de forma continua por ciclos y se
aprovechan repetidamente dentro y entre los ecosistemas. En cada paso, parte de la
energía adquirida junto con los nutrientes se disipa en forma de calor, con lo cual
aumenta la entropía en los ecosistemas.
Segunda ley de la termodinámica
Cuando se transforma la energía o se transfiere, parte de ella adopta una forma en
la cual no puede ser trasladada a otra parte del ecosistema y por lo tanto se
pierde. Esto ocurre con el calor liberado en cada uno de los procesos de cambio de
la energía; es así como aumenta la entropía aumenta (figura 4).
Guía de estudio Biología III (código 3113)
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Las leyes de la termodinámica dictan las complejas interacciones entre las
poblaciones de los ecosistemas, comunidades y su ambiente abiótico (Audesirk et
al., 2011). En la página 340 del texto, se encuentra la figura 16-1, la cual representa
cómo ocurre el flujo de energía y ciclos de los nutrimentos entre los ecosistemas.
1.2. ¿Cómo fluye la energía a través de las comunidades?
Los seres vivos necesitamos fuentes de energía, como los carbohidratos y los
combustibles fósiles, para realizar nuestras actividades. ¿Alguna vez se ha
preguntado cuánta energía se necesita para mantener la vida en la Tierra?
Observe la figura 2 del bosque tropical y anote, en la siguiente pirámide, el nombre
de un organismo representativo para cada nivel trófico.
Consumidores
terciarios 1._____________________________
Heterótrofos o consumidores
secundarios 2._____________________________
Heterótrofos o consumidores primarios 3._____________________________
Autótrofos o productores 4._____________________________
La energía almacenada por los organismos fotosintéticos se encuentra a disposición de
otros miembros de la comunidad durante un periodo específico; a este proceso se le
denomina productividad primaria neta.
La entropía es
una descripción
termodinámica
de la medida de
energía no
aprovechable,
la cual se
acumula en un
sistema y
corresponde al
desorden
molecular
Cerca de 0,03%
de la energía
solar
transmitida a la
Tierra se utiliza
para sostener la
vida en el
planeta
Tema 1. Ecosistemas: ¿cómo funcionan?
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Refiérase a la figura 16-3 del texto, ubicada en la página 341, en donde se muestra una
comparación de la productividad de algunos ecosistemas. Seguidamente, anote en el
cuadro 1 y en orden, de mayor a menor productividad, cada uno de los ecosistemas.
Recuerde escribir las unidades.
Cuadro 1. Comparación de la productividad de distintos ecosistemas
Ecosistema Productividad primaria neta media
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Actividad
La energía y los nutrientes tienen una dirección determinada en cada nivel
trófico de los ecosistemas. Algunos contaminantes se absorben dentro de
los organismos y se acumulan. La cantidad de las sustancias químicas
aumenta en relación con su posición en la red trófica; de esta forma, los
depredadores contienen mayor concentración de sustancias comparado
con los cuerpos de sus presas. A este proceso se le conoce como
amplificación biológica. Lea la página 345 del texto e investigue otros tipos
de contaminantes químicos amplificados en las redes tróficas del trópico.
Guía de estudio Biología III (código 3113)
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1.3. ¿Cómo se desplazan los nutrimentos dentro y entre los ecosistemas?
Los nutrientes son elementos y moléculas pequeñas constituyentes de todos los
componentes básicos de la vida; están disponibles para los procesos biológicos gracias a
los ciclos, es decir, son reutilizados. Esta reserva de nutrimentos ha sostenido la vida
durante más de 3000 millones de años.
Se clasifican en macro y micronutrientes, estos circulan entre los sustratos bióticos y
abióticos a través de los ciclos biogeoquímicos, dentro y entre las comunidades de los
ecosistemas. Los elementos circulan por medio del aire, la tierra, el agua, y entre los
seres vivos siguiendo rutas complejas.
Todos los materiales naturales necesarios para garantizar la continuidad de la vida se
encuentran dentro de la misma biosfera y son los elementos: carbono, oxígeno,
nitrógeno, fósforo y azufre, principalmente.
La función ecológica de los seres vivos se basa en el reciclaje de estas sustancias, al
consumirlas, utilizarlas y desecharlas; de esta manera, otros organismos (los
descomponedores) reintegran las sustancias en sus formas minerales al medio, donde
los productores las aprovechan para construir azúcares e incorporar otros nutrientes,
los cuales son consumidos e incorporados a los tejidos de otros organismos (Vásquez,
2001).
A continuación se estudiará los ciclos biogeoquímicos del carbono, nitrógeno, fósforo y
agua, comprendidos entre las páginas 348 y 351 de una manera esquemática.
Tema 1. Ecosistemas: ¿cómo funcionan?
15
Actividad
Escriba las palabras de la lista en trozos de papel y ubíquelos en la figura 5
para describir el ciclo del carbono. Dibuje flechas para señalar la dirección de
este elemento dentro del ecosistema. Para más detalles, refiérase a la figura
16‐8 de la página 348 del texto.
CO2 atmosférico, productores acuáticos, consumidores acuáticos,
productores, detritos en el agua, respiración celular, bacterias del
suelo y detritívoros, consumidores, CO2 disuelto en agua.
Figura 5. Refugio Nacional de Vida Silvestre Laguna Mata Redonda, Nicoya, Guanacaste
Fuente: Evelin Umaña
Guía de estudio Biología III (código 3113)
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Actividad
Complete la figura 6 correspondiente al ciclo del nitrógeno. Utilice las
siguientes palabras:
Fijación del N (se repite dos veces), nitrito, N2 en la atmósfera,
fijación del N, Amonio NH4+, descomponedores, desnitrificación,
nódulos radicales de las leguminosas.
Figura 6. Ciclo del nitrógeno
Fuente: Pearson Education para la cátedra de Ciencias Biológicas de la UNED
Tema 1. Ecosistemas: ¿cómo funcionan?
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Actividad
Complete la figura 7 correspondiente al ciclo del agua con las siguientes
palabras:
Precipitación, evaporación, transpiración, movimiento neto de
vapor de agua, ríos y aguas subterráneas, percolación en el suelo.
Figura 7. Ciclo del agua
Fuente: Pearson Education para la cátedra de Ciencias Biológicas de la UNED
Guía de estudio Biología III (código 3113)
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Actividades complementarias
Con ayuda de sus estudiantes, busque revistas o periódicos y recorte las
figuras necesarias para montar un paisaje, en una cartulina o papel
periódico, a manera de mural. Deben tener, al menos, vegetación
(productores), consumidores, volcanes, fauna edáfica, descomponedores,
agua (ríos, lagos, lluvia, mantos acuíferos), quema de combustibles y de
madera, nubes (representan atmósfera), entre otros.
Represente los ciclos biogeoquímicos y discuta sobre sus alteraciones.
1.4. ¿A qué se deben la lluvia ácida y el calentamiento global?
Cuando el flujo de energía y los ciclos biogeoquímicos se ven alterados, se afecta el
funcionamiento de los ecosistemas y, por lo tanto, de todos sus componentes. Los seres
humanos somos los principales causantes de los problemas ambientales; la población
humana aumenta cada día la demanda de productos y extraemos del ambiente recursos
de manera no sostenible.
Se requiere incrementar la extracción de materias primas, producción de alimentos y se
consumen más combustibles fósiles, cuyo resultado es la excesiva generación de
nutrimentos y, como consecuencia, se alteran los ciclos respectivos al no poder
procesarlos con eficiencia.
Ejemplos de resultados directos de la dependencia humana respecto a los combustibles,
son la lluvia ácida y el calentamiento global.
Tema 1. Ecosistemas: ¿cómo funcionan?
19
1.4.1. ¿Qué causa la lluvia ácida o sedimentación ácida?
La sobrecarga de los ciclos del nitrógeno y del azufre es la principal causa de la lluvia
ácida. Al combinarse con el vapor de agua de la atmósfera, los óxidos de nitrógeno se
transforman en ácido nítrico, y el dióxido de azufre, en ácido sulfúrico. Después de un
tiempo, y a grandes distancias de la fuente, los ácidos se precipitan junto con la lluvia y
causan daños; pueden corroer los edificios, dañar árboles, cultivos, dejar lagos y ríos sin
vida, acidificar suelos e inhibir el crecimiento de las plantas.
Actividad
Después de leer el apartado 4, “¿A qué se deben la lluvia ácida y el
calentamiento global?”, entre las páginas 351 y 355. Describa el impacto
ambiental de la lluvia ácida representado en la figura 8.
Figura 8. Representación de las causas y efectos de la lluvia ácida
Guía de estudio Biología III (código 3113)
20
1.4.2. ¿Cómo contribuye la alteración del ciclo del carbono al calentamiento
global?
La Revolución industrial propició la explosión de los combustibles fósiles como fuente
de energía. Al quemarlos en fábricas, automóviles y centrales termoeléctricas, se emite
dióxido de carbono (CO2), el cual se acumula en la atmósfera.
Por otra parte, la deforestación genera grandes cantidades de CO2, principalmente, en
los trópicos. El carbono almacenado en los enormes árboles regresa a la atmósfera luego
de ser cortados; la mayor parte de la madera utilizada termina en procesos de
combustión.
El CO2 es un gas con la capacidad de producir el efecto de invernadero, lo cual implica
una retención del calor. Al unirse este gas junto con el vapor de agua, metano, óxido
nitroso y ozono, entre otros, absorben la radiación térmica (calor) emitida por la
superficie y la atmósfera de la Tierra.
Al existir aumento de emisiones de estos gases hacia la atmósfera, el efecto invernadero
natural se amplifica y produce el fenómeno conocido como calentamiento global. Este
aumento de temperatura conlleva al deshielo de los casquetes polares y los glaciares,
así, se incrementa el nivel del mar y cambia el régimen de precipitación, entre otras
consecuencias.
Tema 1. Ecosistemas: ¿cómo funcionan?
21
Actividades complementarias
Usted puede calcular las emisiones de CO2 de su casa u oficina. ¿Cómo podría
reducirlas? Consulte el siguiente enlace para orientar su respuesta:
http://www.costaricaneutral.cr/index.php?option=com_wrapper&view=wr
apper&Itemid=47
Repase el apartado “Nuestras decisiones tienen consecuencias”, en la página 355
del texto. Además, compleméntelo con la lectura del artículo “Costa Rica está lejos
de cumplir meta de ser carbono neutral”, lo encontrará en el siguiente enlace:
http://www.nacion.com/Generales/Subsitios/AldeaGlobal/2011/DiaMund
ialdelAmbiente/NotasSecundarias/Subsitios2798666.aspx
Discuta los criterios de los autores y responda, ¿cómo podríamos contribuir con la
reducción de las emisiones de CO2? Puede trabajar este tema con sus estudiantes,
primero elabore una lista de las prácticas productoras de emisiones de carbono y
luego otra sobre las medidas de mitigación, las cuales pueden desarrollar en la
comunidad.
Para ampliar su conocimiento sobre las emisiones de carbono, lea los artículos de
La Nación digital en los siguientes vínculos:
“Sembrar árboles ayuda, pero no es suficiente”
http://www.nacion.com/Generales/Subsitios/AldeaGlobal/2011/DiaMundi
aldelAmbiente/NotasSecundarias/Subsitios2798675.aspx
“MOPT está rezagado en transportes más limpios”
http://www.nacion.com/Generales/Subsitios/AldeaGlobal/2011/DiaMundi
aldelAmbiente/NotasSecundarias/Subsitios2798674.aspx
Guía de estudio Biología III (código 3113)
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Tema 2. Los diversos ecosistemas de la tierra
Tema 2
LOS DIVERSOS ECOSISTEMAS DE
LA TIERRA
Sumario
¿Qué factores influyen en el clima de la Tierra?
¿Qué condiciones son necesarias para la vida?
¿Cómo se distribuye la vida en los ecosistemas terrestres y acuáticos?
¿Cómo es la clasificación de los ecosistemas en Costa Rica?
Objetivos
Al finalizar el estudio de la lectura asignada del texto, entre otras habilidades, usted será
capaz de:
Comparar los diversos ecosistemas de la Tierra.
Distinguir las condiciones adecuadas para la vida.
Identificar los factores determinantes de los climas de la Tierra.
Explicar las condiciones necesarias para la vida.
Diferenciar la distribución de la vida en la tierra y el agua.
Discutir acerca del uso de los diferentes ecosistemas.
Caracterizar los distintos ecosistemas de Costa Rica.
Interpretar el marco jurídico de la conservación en Costa Rica.
Tema 2. Los diversos ecosistemas de la Tierra
23
Guía de lectura
Los primeros tres temas pertenecen al capítulo 17, “Los diversos
ecosistemas de la Tierra”, comprendido entre las páginas 362 y 387 del
texto. Además, incluye el tema 1, “Ecosistemas de Costa Rica”, localizado
entre las páginas 1 y 10 del folleto Temas de biología para Costa Rica.
Luego, proceda a repasar el desarrollo temático presentado a
continuación.
Introducción
Los biomas son las unidades ecológicas más amplias del planeta, distinguidas por su
composición biológica y distribución geográfica. Sus ecosistemas se encuentran
interrelacionados en la amplia red conocida como biosfera.
El territorio continental de Costa Rica es de 51 100 km2 y forma parte de esta red
biológica. Para garantizar la protección y conservación de sus ecosistemas, las leyes
ambientales promueven el manejo sostenible de los recursos naturales y sanciona a
quienes cometan delitos.
En este capítulo se estudiarán los ecosistemas terrestres y acuáticos, enfatizando en los
factores influyentes en su diversidad y distribución. Igualmente, se presentarán los
aspectos más importantes de las zonas de vida de nuestro país.
Guía de estudio Biología III (código 3113)
24
2.1. ¿Qué factores influyen en el clima de la Tierra?
El tiempo y el clima son factores físicos influyentes en la distribución de la vida. El
estado del tiempo se refiere a las oscilaciones de temperatura, humedad, nubosidad,
viento y la precipitación acontecidas en una región durante períodos de horas o días. El
clima abarca los regímenes de tiempo atmosférico predominantes a lo largo del año en
una región. La cantidad de luz solar, la precipitación y el intervalo de temperaturas
determinan el clima. El estado del tiempo afecta a los organismos individuales y el
clima interviene en la distribución general de las especies en una región determinada.
Diariamente, recibimos información de los medios de comunicación sobre el
clima o el tiempo; muchas veces, los términos se utilizan de forma equivocada.
Actividad
Consulte noticias en periódicos, canales de televisión, radio o internet y
preste atención a los pronósticos del tiempo. Establezca los conceptos
clima y tiempo se utilizan de la forma correcta o incorrecta. Justifique su
respuesta.
Debido al eje inclinado del planeta Tierra, existen variaciones climáticas o estaciones a
lo largo del ciclo de traslación. En algunos sitios las condiciones son extremas para el
desarrollo de vida, en otras, como los trópicos, los ámbitos de temperaturas y
precipitación anuales garantizan mayor abundancia de organismos. Sin embargo, hay
diferencias climáticas entre regiones debido a la interferencia de algunos elementos
abióticos. Observe la figura 9 y complete el cuadro 2 con la descripción los factores
determinantes del clima.
Tema 2. Los diversos ecosistemas de la Tierra
25
Figura 9. Factores influyentes en el clima
Cuadro 2. Descripción de la influencia de algunos factores en el clima
Factor Descripción
Energía solar
Latitud
Corrientes de aire
Corrientes oceánicas
Montañas y continentes
Para aumentar su conocimiento sobre los factores climáticos, el
desarrollo urbano y su crecimiento a través de los años, puede
consultar el libro de Kohlmann, Wilkinson y Lulla. (2002). Costa Rica
desde el espacio. San José: Editorial Heliconia.
CLIMA
Energía solar
Corrientes de aire
Montañas y continentes
Latitud
Corrientes oceánicas
Guía de estudio Biología III (código 3113)
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2.2. ¿Qué condiciones son necesarias para la vida?
A continuación, se muestran los recursos necesarios para permitir el desarrollo de la
vida:
Nutrientes Agua líquida
Energía Temperaturas
Su distribución y proporción es desigual en todo el planeta; consecuentemente, las
especies se ubican en función de estos en los ecosistemas terrestres y acuáticos.
De no estar presente uno o varios de estos recursos, no se desarrolla la vida;
igualmente, si algunos de ellos sufren alteraciones por el impacto humano, afecta la
vida en los ecosistemas.
Actividad
Diríjase a un ecosistema cercano a su casa (puede ser un parque, el jardín
de su casa, un bosque, un potrero, área de cultivo, río, quebrada o laguna,
entre otras). Observe su composición y tome nota de lo siguiente: ¿cómo
es la temperatura, la luz, y la humedad? Trate de identificar los
componentes bióticos y su patrón de distribución.
Comente las posibles consecuencias de eliminar algunos de los
componentes de este ecosistema, como los árboles o las aves.
Puede desarrollar este ejercicio con sus estudiantes.
Tema 2. Los diversos ecosistemas de la Tierra
27
2.3. ¿Cómo se distribuye la vida en los ecosistemas terrestres y acuáticos?
Los recursos bióticos y abióticos determinan la estructura de los ecosistemas, de esta
manera, los organismos estarán ubicados en donde se reúnan las condiciones
adecuadas para la supervivencia (cuadro 3).
Cuadro 3. Distribución de los recursos abióticos en ambientes terrestre y acuáticos
Factores Ambiente terrestre Ambiente acuático
Nutrientes En gran cantidad, pero
afectados por las lluvias
Tienden a concentrarse en el
fondo y limita la vida acuática
debido a la falta de luz para
realizar fotosíntesis
Energía lumínica Se recibe en abundancia
La absorbe considerablemente,
pero su intensidad disminuye con
la profundidad
Agua
Es limitada, distribución
desigual, según la región y
periodo de tiempo. Patrones
de lluvias relacionados con la
vegetación característica de un
bioma
Abundante
Temperatura
Favorables para la vida;
distribución desigual en tiempo
y espacio
Son más moderadas e idóneas
para la vida, en comparación con
el aire, debido a la capacidad del
agua de calentarse y enfriarse más
lentamente
Guía de estudio Biología III (código 3113)
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Actividad
¿Cuáles son los ecosistemas más abundantes de su lugar de
residencia? ¿Son acuáticos o terrestres? Realice una descripción
detallada de su estructura y la función. ¿Qué pasaría si se eliminan
estos ecosistemas?
Este ejercicio se ajusta para desarrollarse con ayuda de sus
estudiantes, a quienes les puede solicitar la confección de un collage
relativo a la constitución del hábitat seleccionado.
2.3.1. Características y usos de los distintos ecosistemas
Observe la figura 102. Imagine cómo sería la fotografía si
correspondiera al siglo XVI, en el periodo de la colonia.
Probablemente, se distinguiría un color verde uniforme
debido a la abundancia de bosques.
Actualmente, una imagen aérea del territorio nacional
muestra un mosaico de colores, los cuales consisten en
parcelas de cultivos, áreas residenciales, carreteras y
bosques. En alrededor de 500 años cambió,
abruptamente, la fisonomía del paisaje y, por ende, la
utilización de los recursos naturales.
2 Fuente: J. Schmaltz, MODIS Rapid Response Team, NASA/GSFC (en línea,
http://www.zonu.com/mapas_costa_rica/Mapas_Mapa_Satelital_Foto_Imagen_Satelite_Costa_Rica.ht
m, consultado julio del 2011.
Collage
(colásh):
consiste en
colocar
recortes de
papel sobre
una cartulina
o lienzo
tratando de
formar
figuras
Figura 10. Imagen satelital de Costa Rica Fuente: J. Schmaltz1
Tema 2. Los diversos ecosistemas de la Tierra
29
El crecimiento demográfico es proporcional a la demanda de recursos naturales y
procesos de contaminación. Algunos ecosistemas son más vulnerables y su proceso de
recuperación es más difícil. Muchos de esos ecosistemas no están presentes en Costa
Rica, sin embargo, las alteraciones negativas acarrean consecuencias para todo el
planeta.
Actividad
Elabore fichas informativas sobre los biomas descritos en el texto, para
ello se le recomienda el uso del siguiente formato:
Bioma
Descripción
Distribución mundial
Tipo de uso por parte
del ser humano
Impactos negativos
En términos generales, discuta sobre el impacto del ser humano en los
biomas, ¿cuáles serían los efectos a largo plazo sobre la vida si no se
protegen los ecosistemas acuáticos y terrestres?
2.4. ¿Cómo se clasifican los ecosistemas en Costa Rica?
Debido a su ubicación geográfica y topografía variada, Costa Rica posee
condiciones climáticas particulares, responsables de la diversidad y
abundancia de ecosistemas.
Recuerde leer
las páginas
entre 1 y 10 del
folleto para
facilitar la
comprensión
de esta sección
Guía de estudio Biología III (código 3113)
30
Estudios científicos determinaron las semejanzas de algunos ecosistemas y los
agruparon considerando aspectos físicos como la altitud, precipitación, temperaturas,
flora y fauna.
Uno de los investigadores más relevantes en estas investigaciones, fue el ecólogo Leslie
Holdridge, quien implementó un sistema de categorías para los ecosistemas
costarricenses, el cual se fundamenta en tres variables climáticas y la altitud. Se
considera a estos factores como formadores de una asociación vegetal conocidas como
zonas de vida. Observe el esquema de clasificación de las zonas de vida de Costa Rica
en la página 2 del folleto.
Actividad
De acuerdo con la clasificación, identifique la zona de vida donde usted
reside. Ingrese al siguiente vínculo para ubicarse:
http://www.cct.or.cr/mapas/zonas‐de‐vida‐costa‐rica.pdf
Describa el tipo de vegetación característica. Indique la altitud, así como la
precipitación y temperatura promedio para el lugar. Señale las principales
amenazas ambientales sobre esta zona de vida.
Retome la figura 10 e imagine el territorio de Costa Rica en el siglo XVI,
cuando no existía la fragmentación de los ecosistemas a gran escala,
debido al leve impacto de las actividades humanas. Conforme fue
creciendo la demanda por los recursos naturales, tanto en Costa Rica
como en otras regiones, la fragmentación aceleró, drásticamente,
transformando el paisaje en zonas urbanas, ecosistemas artificiales o
agroecosistemas.
La fragmentación
del bosque se
refiere a la
transformación
de la unidad en
porciones
pequeñas y
aisladas
Tema 2. Los diversos ecosistemas de la Tierra
31
En Costa Rica se han desarrollado algunas normas para manejar los recursos naturales,
las cuales fueron tomadas como modelo para el diseño de acciones similares. En otros
países. Sin embargo, la regulación no es el único paso, sino que la vigilancia, educación
y aplicación de las sanciones son el conjunto de herramientas ideales para el uso
sostenible de la naturaleza.
Según Bonilla y Meza (1994), el desarrollo sostenible pretende la búsqueda,
transformación y orientación de los recursos e inversiones, así como la
canalización del desarrollo tecnológico y cambios institucionales enfocados en
la atención de las necesidades humanas actuales y futuras. Para lograrlo, las
políticas de desarrollo incentivan la producción con equidad ambiental;
además, el crecimiento demográfico ha de desarrollarse en función de la
capacidad de carga de los ecosistemas productivos.
En otras palabras, se busca un desarrollo destinado a satisfacer las necesidades
del presente sin comprometer las de generaciones futuras. Se trata de utilizar
los recursos naturales a un ritmo acorde con su potencial de renovación, esto
se logra al obtener una distribución más equitativa de los beneficios del progreso
económico, con la inminente protección del ambiente; así, se mejorará, la calidad de
vida.
El Sistema Nacional de Conservación (SINAC), es una institución encargada de
administrar el uso de los recursos naturales, con el fin de mejorar la protección de los
ecosistemas en Costa Rica. Así, estableció la creación de las Áreas Silvestres Protegidas
(ASP), correspondientes a regiones geográficas del país con características ecológicas
similares. Cada una de esos territorios cuenta con una división administrativa para
vigilar el manejo de la naturaleza.
Equidad o justicia
ambiental es un
concepto
utilizado en
términos del
empleo uniforme
de los recursos
naturales;
además, se
refiere a los
problemas
ambientales
como parte de
toda la sociedad
y no solamente
de un grupo
Guía de estudio Biología III (código 3113)
32
En vista de las distintas perturbaciones al bosque y la fragmentación, se han
establecido, además, las categorías de manejo para formaciones naturales, las cuales
conforman la red de corredores biológicos, cuyo objetivo es facilitar la migración de
especies de flora y fauna, para asegurar alguna medida de conservación y continuidad
de la variabilidad genética de las especies luego de quedar aisladas en las porciones de
bosque, producto de las actividades humanas, como la construcción de carreteras,
espacios urbanos y campos agropecuarios.
En la página 7 del folleto, repase las definiciones de las categorías de manejo para las
áreas silvestres protegidas en Costa Rica; luego, complete el cuadro 4.
Cuadro 4. Categorías de manejo para áreas silvestres protegidas en Costa Rica
Área silvestre protegida Característica distintiva
1. Parque nacional
2. Reserva biológica
3. Reserva forestal
4. Humedal
5. Refugio de vida silvestre
6. Zona protectora
7. Monumento nacional
Tema 2. Los diversos ecosistemas de la Tierra
33
Actividad
Elabore una lista de sitios con categorías de manejo ubicadas cerca de la
localidad donde usted vive. Indique las especies de flora y fauna
características, así como las principales amenazas sobre estos lugares.
Describa cómo es la percepción que tiene la comunidad sobre esas áreas
protegidas, ¿están de acuerdo, se sienten orgullosos de dichos sitios, o
consideran innecesaria su existencia?
Para ampliar su conocimiento sobre los corredores biológicos, puede
visitar los siguientes vínculos:
http://www.sinac.go.cr/corrbilogico.php
http://www.catie.ac.cr/BancoMedios/Documentos%20PDF/publica_c
orredores_integrado.pdf
2.4.1. Marco jurídico de la conservación de ecosistemas en Costa Rica
En 1969, Costa Rica decretó algunas leyes relativas a la protección del ambiente, las
cuales, de acuerdo con Kohlmann, Wilkinson y Lulla (2002), redujeron la destrucción
del bosque de 60 705 hasta, aproximadamente, 4857 hectáreas por año, en 1995. Este
logro colocó al país como ejemplo de conservación en el continente americano.
La protección de los ecosistemas es, también, un beneficio económico para Costa Rica,
debido al valor turístico responsable del ingreso de capital, inclusive es mayor al
percibido por otras actividades industriales.
Guía de estudio Biología III (código 3113)
34
Con el fin de garantizar la protección del ambiente, instituciones, como el Ministerio del
Ambiente, Energía y Telecomunicaciones (MINAET), adjunto al SINAC, organizaciones
no gubernamentales y otros particulares, se encargan de velar por la conservación de
los recursos naturales.
Estas instituciones tienen, entre sus funciones, velar por el cumplimiento de la
legislación ambiental, la cual está orientada a la regulación de las actividades
relacionadas con el uso de los recursos naturales. Igualmente, se dedican a la
formulación, aplicación y evaluación de medidas orientadas al uso sostenible de la
naturaleza e implicaciones sobre los ciudadanos. Tal es el caso de la Estrategia nacional
de conservación y uso sostenible de la biodiversidad (ENB), desarrollada por el SINAC en el
año 2000.
Con ayuda de planes como la ENB, se pretende crear mayor conciencia en la población,
al divulgar información sobre los recursos naturales del país, su importancia de
protección y el modo adecuado de utilizarlos, con el fin de garantizar usos posteriores
para las generaciones futuras.
Sin embargo, la labor de protección se hace difícil debido a las constantes presiones del
aumento demográfico y la necesidad de materiales provenientes del medio, la
expansión del espacio para levantar nuevas construcciones, aunado a la falta de
recursos humanos y financieros, sin obviar la urgencia de agilizar los procedimientos
profesionales para investigar y aplicar las sanciones correspondientes a los infractores
de las leyes, así como de incumplimiento de proyectos y protocolos ambientales.
Tema 2. Los diversos ecosistemas de la Tierra
35
Actividad
En la página 9 del folleto, se encuentran los objetivos de algunas leyes
sobre biodiversidad de Costa Rica. Busque otras leyes que se relacionen
con el uso y conservación de los recursos naturales e indique sus
respectivos propósitos.
Actividad complementaria
Planee un debate con sus estudiantes, a manera de dramatización. Primero,
presente un caso donde podría existir impacto al ambiente o donde ocurrió
un daño grave (como la explotación petrolera, cultivos de camarones, minería
a cielo abierto, infraestructura turística, entre otras). Usted da a conocer la
legislación vigente involucrada en el caso.
Seguidamente, organizarán una sala de debate. Se forman subgrupos; uno
representará la parte acusada (quienes causaron el daño ambiental), otro
tendrá el papel de ambientalistas (demandantes), y un tercer grupo, la parte
imparcial (quienes escuchan las versiones de ambas partes para emitir un
criterio).
Analicen los puntos de vista respecto a intereses sociales, políticos,
económicos, ambientales, así como los derechos de los ciudadanos.
Guía de estudio Biología III (código 3113)
36
Tema 3. Crecimiento y regulación de las poblaciones
Tema 3
CRECIMIENTO Y REGULACIÓN DE
LAS POBLACIONES
Sumario
¿Cómo crecen las poblaciones?
¿Cómo se regula el crecimiento de las poblaciones?
¿Cómo se distribuyen las poblaciones en el espacio y el tiempo?
¿Cómo está cambiando la población humana?
Objetivos
Al finalizar el estudio de la lectura asignada del texto, entre otras habilidades, usted será
capaz de:
Explicar el crecimiento de las poblaciones.
Explicar el mecanismo de regulación del crecimiento de las poblaciones.
Determinar los mecanismos de distribución de las poblaciones en tiempo y
espacio.
Distinguir las tres modalidades básicas de supervivencia.
Describir cómo está cambiando la población humana.
Valorar los efectos de la tecnología sobre la calidad de vida de los seres humanos.
Describir el tipo de crecimiento de una población con base a su estructura de
edades.
Tema 3. Crecimiento y regulación de las poblaciones
37
Guía de lectura
Refiérase a los contenidos ubicados entre las páginas 297 y 317 del texto,
Los seres vivos su evolución y ecología, correspondiente al capítulo 16,
“¿Cómo funcionan los ecosistemas?”. Luego, proceda a repasar el
desarrollo temático presentado a continuación.
Introducción
Un grupo de individuos de la misma especie, localizados en una misma región, en un
determinado periodo de tiempo, reciben el nombre de población. Estos individuos
pueden reproducirse entre ellos y tener descendencia fértil.
Al estudiar las poblaciones, se observan patrones cuyas variables afectan a la totalidad
o mayoría del grupo, las cuales se utilizan para describir conductas o tendencias a lo
largo del tiempo. Según Vásquez (2007), el estudio de individuos tiene la limitante de
realizarse, solamente, en un momento dado y sus patrones de conducta pueden verse
alterados por situaciones ambientales puntuales, las cuales afectarían a otros miembros
de la especie; en cambio, la población puede ser analizada por un tiempo más
prolongado, en el mismo lugar.
Este capítulo sugiere actividades y ejercicios especialmente diseñados para futuros
docentes de Ciencias Naturales, estos pueden desarrollarse con estudiantes y analizar la
ecología de poblaciones. Se brinda un mayor enfoque a la población humana, la cual ha
cambiado de forma acelerada en los últimos años.
Guía de estudio Biología III (código 3113)
38
3.1. ¿Cómo crecen las poblaciones?
El tamaño de la población se refiere a la cantidad de individuos presentes en un tiempo
y espacio determinados. Las variables como los nacimientos, muertes, inmigraciones y
emigraciones determinan la cantidad de individuos integrantes de una población
(figura 11).
Figura 11. Factores influyentes en el tamaño de la población
Una población puede tener una cantidad de individuos constante o estable cuando el
número de muertes es similar al número de nacimientos. Además, los individuos
pueden migrar a esa población y aumentar, así, el tamaño; pero, si salen o mueren el
tamaño se mantiene estable. Es decir, la cantidad de ingresos es relativamente
equitativa a los egresos de individuos.
Nacimientos
Migración
Tamaño poblacional
Muertes
Tema 3. Crecimiento y regulación de las poblaciones
39
Si la reproducción supera la cantidad de muertes o emigraciones, la población se
incrementa. Por el contrario, el decrecimiento ocurre cuando hay más muertes y
emigraciones. El tamaño de una población se define mediante la siguiente ecuación:
(Nacimientos – muertes) + (inmigrantes – emigrantes) = tamaño de la población
Actividad
La lapa roja (Ara macao) puede ser observada en los parques nacionales
Carara (Pacífico Central) y Corcovado (Pacífico Sur), entre otros. Es un
animal con fuerte presión de caza (emigración de individuos). Un grupo
de estudiantes de la Uned realizó un breve estudio y encontró los
siguientes datos:
Factores P.N. Carara P.N. Corcovado
Nacimientos 150 200
Muertes 30 65
Emigración 40 0
Inmigración 10 25
¿Cuál sería el tamaño de la población de lapas rojas en el Parque Nacional
Carara y en el Parque Nacional de Corcovado?
Una población no crece de forma infinita, esto debido a la interacción de dos factores: el
potencial biótico y la resistencia ambiental. El primer aspecto, también, recibe el
nombre de índice máximo al cual la población podría crecer en condiciones ideales y es
propio para cada especie. Vásquez (2007) lo define como la capacidad con la cual se
reproducen los organismos de una población, en condiciones óptimas. Es la proporción
de crecimiento más elevada si todas las hembras desarrollaran su mayor capacidad
Guía de estudio Biología III (código 3113)
40
reproductiva y la totalidad de su descendencia sobreviviera hasta alcanzar la madurez
y así sucesivamente.
Para lograr el potencial biótico, la especie debe contar con los recursos idóneos, no tener
enfermedades ni competencia y estar a salvo de depredadores. Estas condiciones
ideales, como sabemos, no se dan en la naturaleza. A este potencial de crecimiento se
oponen los factores bióticos y abióticos, los cuales forman una resistencia ambiental e
impiden alcanzar el potencial biótico de una población.
Por ejemplo, sin una temperatura óptima durante la estación seca, no se lograría la
germinación de una especie de semilla, asimismo, las bacterias no logran reproducirse
debido a las condiciones deficientes de humedad.
Actividad
Si n es el índice de natalidad, m es el índice de mortalidad y c es el índice
de crecimiento, obtenemos la relación: N – M = C
¿Cuál sería el índice de crecimiento anual de una población de
nematodos en un cultivo de maíz y una plantación de banano? Compare
los índices de crecimiento para ambos cultivos. ¿La población de
nematodos en ambos cultivos aumentó o disminuyó?
Factores Maíz Banano
Nacimientos 1500 4000
Mortalidad 500 1000
Población original 10 000 20 000
Índice de crecimiento
Tema 3. Crecimiento y regulación de las poblaciones
41
Actividad
Con los datos de la actividad anterior, calcule cuántos nematodos se
integran a la población del cultivo de maíz y a la plantación de banano
durante el primer y segundo años. Asuma el índice de crecimiento
constante. Puede consultar la página 298 del texto para mayor
información.
Reclutamiento de individuos Maíz Banano
Primer año
Segundo año
En los ecosistemas no alterados por la acción del ser humano, podemos encontrar
distintas tendencias características de cada población a lo largo del tiempo (figura 12).
Unas poblaciones tienden a tener un tamaño estable, cíclico y otras varían
esporádicamente en función de variables ambientales.
Figura 12. Variaciones poblacionales de tres especies en función del
tiempo: A) estable; B) cíclica; C) con variaciones esporádicas
A
B
C
Tiempo
Número de individuos
Guía de estudio Biología III (código 3113)
42
A) Estable. La población humana en Europa Oriental mantiene este patrón
de distribución, probablemente, por tener una mejor educación, mayor
disponibilidad de anticonceptivos y más opciones profesionales para la
mujer, entre otros aspectos, los cuales podrían evitar incrementos
desmedidos como ocurre en India y China, por ejemplo.
B) Cíclico. Los escarabajos de mayo, por lo general, la mayor parte de su
ciclo, se encuentran en estado de larva y pupa; cuando inician las lluvias
del mes de mayo, del año siguiente, ocurre la eclosión los adultos, los
cuales, solamente, son funcionales para la reproducción y luego mueren.
Los huevecillos incuban, salen las larvas, se tornan pupas y esperan las
lluvias del año siguiente para pasar a la fase adulta.
C) Variaciones esporádicas según una variable ambiental compleja. Las
tortugas marinas lora (Lepidochelys olivacea) desovan durante todo el año,
pero en los meses lluviosos, de julio a noviembre, llegan a la vez miles de
tortugas a depositar los huevos en playa Ostional (Guanacaste), lo cual
incremente, de forma breve, la población local de estos reptiles durante
un periodo de tiempo.
Tema 3. Crecimiento y regulación de las poblaciones
43
Actividades complementarias
Como futuro docente, puede realizar un cultivo de organismos con sus
estudiantes cuando corresponda estudiar el crecimiento poblacional.
Consiga individuos del escarabajo harinero (Tribolium sp.) o la mosca de
la fruta (Drosophila melanogaster). Colóquelos en recipientes limpios
(estériles), pueden ser frascos de colado para bebé. Aporte una fuente de
alimento como maní para los escarabajos Tribolium sp., y trozos de
banano u otras frutas maduras para la mosca.
Determine cómo diferenciar los sexos y coloque un macho y una hembra
de una especie, por recipiente, y elabore una bitácora de los cambios
acontecidos. Solicite a los estudiantes elaborar una tabla para anotar la
cantidad de individuos por día o semana.
Cuando el espacio o el alimento disminuyen, los individuos compiten, lo
cual afecta el tamaño de la población. Usted puede limitar dichos
recursos con el fin de observar algunos cambios. Realicen un gráfico de
dispersión (el eje x es el tiempo y el eje y corresponde al número de
individuos) y discutan los resultados.
Consulte la página 299 del texto para obtener mayor información sobre el
tipo de curvas para el crecimiento de la población.
Guía de estudio Biología III (código 3113)
44
3.2. ¿Cómo se regula el crecimiento de las poblaciones?
3.2.1. El crecimiento exponencial de una población
Anteriormente, hicimos referencia a la dificultad de obtener crecimiento ilimitado de
una población en condiciones naturales; sin embargo, este fenómeno es posible en
periodos muy cortos de tiempo, o bien, si lo desarrollamos en condiciones de
laboratorio.
Por ejemplo, si se elimina un depredador natural, entonces, el alimento y el espacio son
abundantes durante un tiempo y el resultado es un incremento precipitado de la
población, limitado por la competencia interespecífica.
También, cuando se introduce una especie exótica, la cual resulta adaptarse
exitosamente y aumenta su población al punto de extinguir otras especies nativas,
como ocurrió con los arbustos de guayaba (Myrtaceae) en las Islas Galápagos, a donde
llegó como una especie invasora de rápido crecimiento y fácil dispersión, la cual, al
poco tiempo, pasó a ser una plaga y cambió el paisaje de la isla.
Una población con crecimiento exponencial llega a estabilizarse con el tiempo; en la
gráfica de los valores, se obtiene una línea en forma de S (figura 13). El ecosistema tiene
capacidad de sostenimiento limitada, es decir, está sujeta a la disponibilidad de
recursos renovables (nutrientes, agua y luz) y no renovables (espacio). Por ejemplo, en
la isla San Lucas se introdujeron venados y su reproducción fue exitosa, al no tener
depredadores, la población aumentó y hubo mayor competencia entre ellos, finalmente,
lograron agotar el alimento. De esta forma, se permite la cacería de este animal como
una medida para controlar el tamaño poblacional.
Tema 3. Crecimiento y regulación de las poblaciones
45
Actividad
Investigue en su comunidad un ejemplo de poblaciones invasoras o
exóticas y describa cómo ha sido el cambio ecológico luego de la
propagación de esa especie y si se han tomado medidas para regular el
crecimiento de la población.
Investigue sobre los efectos invasivos de la tifa (Typha dominguensis) en
el Parque Nacional Palo Verde, Guanacaste.
Figura 13. Crecimiento exponencial de una población
Número de individuos
Tiempo
Guía de estudio Biología III (código 3113)
46
3.2.2. Factores independientes y dependientes de la densidad que limitan el
tamaño poblacional
La densidad es una de las propiedades de la población y corresponde al número de
individuos de una especie presentes en un área dada (Fournier, 2001). Las condiciones
ambientales, las actividades humanas y los hábitos ecológicos de otras poblaciones en
la comunidad, pueden afectar la tasa con la cual aumenta o disminuye la densidad
poblacional de una especie.
Factores independientes de la densidad
Los factores ambientales ejercen influencia sobre la densidad de una población,
asimismo, las actividades humanas tienen participación en este proceso (figura 14).
Figura 14. Factores independientes de la densidad del tamaño de la población
Tema 3. Crecimiento y regulación de las poblaciones
47
Actualmente, el fenómeno llamado cambio climático ha incrementado las temperaturas
ambientales, esto provoca el decrecimiento de las poblaciones, las cuales podrían llegar
a puntos críticos, al borde de la extinción. Por otro lado, algunas especies se han
beneficiado del calor y logran sobrevivir reproduciéndose exitosamente.
Actividad
Seleccione dos especies de flora y dos de fauna de Costa Rica. Desarrolle
un esquema como el de la figura 16, donde se mencionarán los efectos
de los diferentes factores físicos sobre la densidad de las poblaciones
seleccionadas.
En algunas ocasiones las poblaciones sobreviven ante los cambios drásticos de
temperatura, para lo cual se trasladan a sitios donde encuentren condiciones más
favorables. Por ejemplo, muchas aves y ballenas jorobadas emigran en invierno hacia
territorios de temperaturas más cálidas para alimentarse, reproducirse, o bien,
prepararse para la época reproductiva, lo cual permite mantener un tamaño
poblacional a pesar de las variables climáticas.
Algunas especies con mayor longevidad han desarrollado diversos
mecanismos para burlar la regulación del tamaño poblacional
independiente de la densidad, tal es el caso de las aves rapaces. Para
conocer más detalles de este fenómeno, ingrese al enlace:
http://www.museocostarica.go.cr/es_cr/ent‐rese‐./migraci‐n‐de‐
aves‐rapaces.html?Itemid=62
Guía de estudio Biología III (código 3113)
48
Factores dependientes de la densidad
Por otra parte, el tamaño de la población se ve afectado, además, por factores cuya
eficacia depende de la densidad, estos son: la depredación, parasitismo y competencia,
y ocurren dentro de la comunidad o entre los individuos de la misma especie.
En la figura 15, los círculos representan el tamaño de una población, conforme crece,
más se traslapa con estos tres factores. A mayor número de individuos, más serán las
interacciones debidas a las presiones ecológicas. Por ejemplo, la población de venados
en la isla San Lucas creció constantemente, sin depredadores o parásitos, pero la
competencia intraespecífica afectó, significativamente, los recursos espacio, alimento y
hembras maduras.
Figura 15. Efecto de los factores dependientes de la densidad cuando el
tamaño de la población crece
Actividad
Busque ejemplos de especies de flora y fauna características para las
variables depredación, parasitismo y competencia. Mencione cuáles
son sus estrategias para desempeñarse en ese rol.
POBLACIÓN
Parasitismo
Competencia Depredación
Tema 3. Crecimiento y regulación de las poblaciones
49
3.3. ¿Cómo se distribuyen las poblaciones en el espacio y el tiempo?
3.3.1. Distribución espacial
Las poblaciones se distribuyen de acuerdo con sus requerimientos o características
ecológicas y relaciones con otras especies; también, obedecen a cambios ambientales.
Así, influyen la disponibilidad de nutrientes en el suelo, alimentos, refugio, agua,
abundancia de depredadores o presas, agentes dispersores de semillas o interferencia
del ser humano. En el cuadro 5, coloque ejemplos de especies cuya distribución espacial
es de tipo uniforme, agrupada o aleatoria.
Cuadro 5. Distribución espacial de algunas poblaciones
Distribución Ejemplo
Uniforme
1.
2.
3.
Agregada 1.
2.
3.
Aleatoria
1.
2.
3.
Guía de estudio Biología III (código 3113)
50
La distribución de las poblaciones puede variar en el tiempo. En una población, los
individuos pueden tener patrones solitarios la mayor parte del año, pero en la época
reproductiva, se pueden agregar en busca de hembras. Otros individuos, por ejemplo,
forrajean solos durante el día pero durante la noche duermen agregados. Los opiliones,
moscas, abejas y zanates son ejemplos de esta distribución temporal.
Las plagas afectan la distribución espacial de otras especies. Al ingresar
en el siguiente enlace, encontrará información respecto al control de
estos organismos:
http://www.mapa.es/ministerio/pags/biblioteca/plagas/BSVP‐20‐
02‐287‐301.pdf
3.3.2. Distribución temporal
A lo largo del tiempo, las poblaciones presentan tres modalidades básicas de
supervivencia llamadas curvas de supervivencia (figura 16).
Figura 16. Curvas de supervivencia
I
II
III
Tema 3. Crecimiento y regulación de las poblaciones
51
Complete el cuadro 6con la información correspondiente a las descripciones de los tipos
de curva de supervivencia. Consulte las páginas 307 y 308 del texto para orientar su
respuesta.
3.4. ¿Cómo está cambiando la población humana?
La historia de población humana se ha visto acompañada de un constante crecimiento.
Distintos inventos, organización del pensamiento social, la revolución agrícola,
industrial y médica, entre otros aspectos, han contribuido con las mejores condiciones
de vida, en términos generales.
Actualmente, la población humana tiene un incremento anual aproximado de 8,2
millones de personas, según Audesirk et al. (2011). Aunque la resistencia ambiental
influye en el tamaño de las poblaciones el ser humano ha podido, de cierta forma,
vencerla y prosperar a pesar de los altos costos sociales implícitos, debido a la
desigualdad de recursos para todos los individuos.
Cuadro 6. Descripción de las curvas de supervivencia
Curvas Descripción Ejemplos
I
II
III
Guía de estudio Biología III (código 3113)
52
Con el desarrollo de productos como los antibióticos, vacunas, trasplantes de órganos,
controles adecuados durante un embarazo (evita la muerte fetal y de la madre),
medicina preventiva, nutrición, vestimenta, refugios, medios de transporte, tecnologías
de la información, políticas comerciales entre países y manejo de los recursos naturales,
entre otros aspectos, han fomentado el aumento de la población, al facilitar los
nacimientos, controlar los parásitos y enfermedades y reducir la exposición a factores
ambientales perjudiciales.
Sin embargo, como ya se mencionó, existe desigualdad en la distribución de recursos,
servicios y otros beneficios, en consecuencia hay sectores de la población mundial más
vulnerables a padecimientos, muertes y emigraciones, pero mantienen una tasa de
nacimientos bastante alta, lo cual provoca más problemas sociales
Con el fin de contribuir a una mejor comprensión de los contenidos de esta sección, se
le recomienda realizar las siguientes actividades, enfocadas en datos de la población
costarricense.
Repase la información de las páginas 308 a la 312. Además, consulte
el siguiente enlace para obtener la información indicada para resolver
las siguientes actividades:
http://www.inec.go.cr/Web/Home/pagPrincipal.aspx
Tema 3. Crecimiento y regulación de las poblaciones
53
Actividad
Cambio poblacional
Ingrese al vínculo señalado a continuación, correspondiente a la cantidad
de individuos de la población costarricense, entre los años 1950 al 2000, y
realice los ejercicios.
http://www.inec.go.cr/A/MT/Población%20y%20Demografía/Población/
Estimaciones/Resultados/C1.%20Población%20total%20estimada%20por
%20sexo,%20según%20años%20calendario.%20%201950‐2000.xls
Elabore un gráfico, en una hoja de cálculo de Excel, donde el eje x
corresponda a los años y el eje y al número de habitantes o
población total. Discuta sobre las causas del incremento
poblacional en Costa Rica.
Investigue los datos del cantón donde usted vive y realice el mismo
procedimiento.
Guía de estudio Biología III (código 3113)
54
Actividad
Estructura de edades
Con el análisis de la distribución de edades se puede predecir el crecimiento de la
población. Analice los datos del INEC correspondientes a los porcentajes de la
población del 2000 al 2010, según las edades. ¿Por qué cree usted que varía el
porcentaje entre el 2000 al 2015? Observe que en el 2000 los niños y adolescentes
de 14 años conformaban el 31.% del total de la población mientras que en el 2015
se proyecta un porcentaje menor de la población 22.3% mientras que aumenta los
porcentajes de adolescentes y adultos y el de los adultos mayores.
http://www.inec.go.cr/A/MT/Población%20y%20Demografía/Población/Proyecci
ones/Resultados/C3.%20Indicadores%20demográficos%20proyectados%20por%2
0años%20simples.%202000‐2015.xls
Estructura de la población en grupos de edades proyectados por el INEC
Grupos de edad 2000 2005 2010 2015
0 a 14 31.8 27.9 24.7 22.3
15 a 64 62.9 66.2 68.7 70
65 y más 5.3 5.8 6.6 7.7
Tema 3. Crecimiento y regulación de las poblaciones
55
Actividades complementarias
Población mundial
En el vínculo señalado más abajo, encontrará una lista de países y un gráfico
sobre los registros poblacionales de Costa Rica (entre los años 1960 y el 2009).
Esta actividad puede realizarla con sus estudiantes. Seleccione una lista de
países con los cuales Costa Rica comparta similitudes como tamaño del
territorio, ubicación geográfica, situación socio‐política, entre otros. Puede
escoger otros países cuyas poblaciones y territorios son mucho más grandes,
como China o Estados Unidos. Sugiera a sus estudiantes tener un mapa del
mundo para esta actividad.
Compare las curvas del crecimiento poblacional entre Costa Rica y los
otros países.
Discutan sobre las causas y consecuencias de este crecimiento
poblacional.
Analice las consecuencias para el planeta ante un incremento acelerado de
la población. ¿Qué pasaría en Costa Rica? Considere debatir las
implicaciones sobre el tamaño del territorio y los recursos naturales.
http://www.google.co.cr/publicdata/explore?ds=d5bncppjof8f9_&met_y=s
p_pop_totl&idim=country:CRI&dl=es&hl=es&q=costa+rica+poblaci%C3%B3
n#ctype=l&strail=false&nselm=h&met_y=sp_pop_totl&scale_y=lin&ind_y=f
alse&rdim=country&idim=country:CRI&ifdim=country&hl=es&dl=es
Guía de estudio Biología III (código 3113)
56
Tema 4. Interacciones con la comunidad
Tema 4
INTERACCIONES CON LA
COMUNIDAD
Sumario
¿Por qué son importantes las interacciones con la comunidad?
¿Cuáles son los efectos de la competencia entre especies?
¿Cuáles son los resultados de las interacciones entre los depredadores
y sus presas?
¿Qué es la simbiosis?
¿Cómo influyen las especies clave en la estructura de la comunidad?
Sucesión: ¿Cómo cambia una comunidad a través del tiempo?
Objetivos
Al finalizar el estudio de la lectura asignada del texto, entre otras habilidades, usted será
capaz de:
Analizar las interacciones en la comunidad.
Explicar los efectos de la competencia entre especies.
Conocer las diversas relaciones entre especies.
Estudiar la influencia de las especies en la estructura de las comunidades.
Explicar cómo la comunidad cambia a través del tiempo.
Valorar los tipos de sucesión y los estados de las comunidades.
Tema 4. Interacciones con la comunidad
57
Guía de lectura
Refiérase a los contenidos ubicados entre las páginas 319 y 337 del
texto Los seres vivos su evolución y ecología, correspondiente al
capítulo 15 “Interacciones con la comunidad”. Luego, proceda a
repasar el desarrollo temático presentado a continuación.
Introducción
Las interacciones entre los elementos bióticos con los abióticos dan origen al reciclaje de
los nutrientes, como parte de los procesos de las redes tróficas. La complejidad del
ecosistema está determinada por el número y variedad de integrantes en dichas
relaciones, en donde el componente biótico más grande lo conforman las comunidades.
Dentro de las comunidades, una especie puede ser clave para determinar el equilibrio
de las interacciones; al reducir la población de esta especie clave o eliminarla por
completo, el ecosistema entra en crisis. Los fenómenos naturales, muchas veces,
ocasionan grandes desequilibrios en los ecosistemas; sin embargo, los seres humanos,
también, somos responsables.
Muchas personas han tomado acciones para revertir o mitigar los efectos negativos
sobre los ecosistemas, aunque luchan con amenazas como el crecimiento de la
población humana, discutida en el próximo tema. Usted como docente, debe fomentar
el uso racional de los recursos naturales y las buenas prácticas ambientales.
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4.1. ¿Por qué son importantes las interacciones en la comunidad?
Imagine un ecosistema donde hay una cantidad definida de recursos y los habitantes
son organismos con una alta tasa de crecimiento; en un momento dado, hay escases y la
población colapsa en vista de la insuficiencia de condiciones adecuadas para la
supervivencia. ¿Qué sucedería si las condiciones adecuadas para la vida son limitadas
en el planeta Tierra?
Lo anterior no ocurriría de esa forma dada las interacciones entre las comunidades,
como la depredación, competencia, parasitismo, mutualismos y mecanismos de
regulación del tamaño poblacional; de esta manera, los recursos no se agotan
totalmente. Sin embargo, todo proceso de perturbación invasiva de una población
puede conducir a su extinción, con lo cual se manifiestan consecuencias sobre otras
poblaciones.
Las interacciones dentro y entre poblaciones son reflejos de la selección natural;
muchas veces, las relaciones entre especies se vuelven muy estrechas e inclusive se
aprecia cómo una afecta a la otra al punto de obtener cambios adaptativos a lo
largo del tiempo evolutivo, este proceso recibe el nombre de coevolución. Es decir,
las adaptaciones de una especie tienen un efecto selectivo sobre las de la otra
especie (Nabors, 2004). Los insectos, las aves y los murciélagos han
coevolucionado con las plantas.
Actividad
Visite un ecosistema e identifique las distintas interacciones. Aporte
ejemplos de coevolución y explique cómo se lleva a cabo la interacción
ecológica entre las especies involucradas (ejemplos: flores y
polinizadores).
Las flores
polinizadas por
las aves
producen gran
cantidad de
néctar y suelen
ser grandes,
inodoras y de
color rojo
Tema 4. Interacciones con la comunidad
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Actividad complementaria
Realice una gira a un parque, área silvestre protegida o un ecosistema a
su alcance. Solicite a sus estudiantes observar las interacciones en la
comunidad. Discuta sobre la importancia de estas. ¿Qué pasaría si una de
las especies involucrada desapareciera?
4.2. ¿Cuáles son los efectos de la competencia entre especies?
Podría establecerse la similitud ecológica entre especies como un factor promotor de la
competencia, debido a la necesidad por los mismos recursos o recursos similares.
Según el principio de exclusión competitiva de Gause, si dos especies luchan por un
recurso limitado, una de las dos resultará eliminada, debido a la imposibilidad de
compartir el nicho ecológico (figura 17). Sin embargo, hay algunas con hábitos
ecológicos similares, las cuales coexisten en una región y tiempo determinados; también
se da la superposición de nichos, pero no son competencia debido a los distintos usos
del hábitat. Este proceso recibe el nombre de partición de recursos y está ligado a la
coevolución de especies.
Figura 17. Traslape de nichos de especies similares
Especie A Especie B
Nicho compartido
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Los zopilotes comparten los mismos recursos y existe competencia si el alimento es
escaso. De las cuatro especies de esta ave presentes en Costa Rica, los cabecirroja
(Cathartes aura) y los zonchos o zopilote común (Coragyps atratus) son las más
abundantes; generalmente, se les observa sobrevolando juntas. El primero tiene mejor
desarrollo del olfato para detectar la carroña y el segundo mayor agudeza visual, por lo
cual, da seguimiento a los cabecirroja y, así, llegan al mismo recurso. Una vez
encontrado el cadáver, los zonchos dominan y hasta pueden forzar a los cabecirroja a
abandonar el área mientras ellos se alimentan; cuando han quedado satisfechos, los
primeros pueden acercarse. En casos donde hay mucho alimento, todas las especies
pueden comer sin acciones competitivas entre ellas (Janzen, 1991).
Complete el siguiente cuadro con la descripción del nicho ecológico y el hábitat de cada
organismo.
Cuadro 7. Descripción de las relaciones ecológicas para diferentes organismos
Organismo Nicho ecológico Hábitat
1. Lombriz de tierra
2. Árbol de guanacaste
3. Libélula
4. Bacteria (E. coli)
5. Humano
Actividad
Investigue, al menos tres ejemplos de partición de recursos en Costa Rica.
Tema 4. Interacciones con la comunidad
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4.3. ¿Cuáles son los resultados de las interacciones entre los depredadores
y sus presas?
Se define a los depredadores como los responsables del control de ciertas especies, de
las cuales se alimentan y cuyas poblaciones son más numerosas comparada con estos.
Depredadores y presas han coevolucionado como resultado de sus interacciones. Entre
las páginas 323 y 327, encontrará ejemplos de estrategias para cazar y ser cazado, como
el camuflaje, mimetismo, obtención o producción de sustancias químicas, entre otros.
Actividad
Seleccione cinco especies de depredadores presentes en Costa Rica y
señale cuáles son las adaptaciones físicas para desempeñarse
exitosamente. Además, elija otras cinco especies de organismos cuyas
características físicas les permita evadir depredadores.
4.4. ¿Qué es la simbiosis?
La interacción estrecha entre organismos de especies diferentes durante un período de
tiempo, se conoce como simbiosis (Audersirk et al., 2011). A continuación se mencionan
algunos ejemplos, los cuales usted debe investigar y describir el tipo de relación
simbiótica (parasitismo, mutualismo, comensalismo). Para ello, complete el cuadro 8,
como se desarrolló en el ejemplo 1.
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Cuadro 8. Relaciones simbióticas
Ejemplo Descripción Tipo de simbiosis
1. Membrácidos con
hormigas
Los membrácidos proveen su excremento
rico en azúcares (proviene de la digestión de
la savia de las plantas). Las hormigas, a
cambio de alimento les dan protección
(figura 18; Godoy, Miranda y Nishida, 2006)
Mutualismo
2. Líquenes
3. Higuerón y avispa
(Agaonidae)
4. Planta de frijol con
bacterias (Rhizobium sp.)
5. Mosca tórsalo y animal
hospedero
6. Boa constrictor y ratones
Figura 18. Relaciones simbióticas entre membrácidos y hormigas
Fuente: Godoy et al. (2010)
Tema 4. Interacciones con la comunidad
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4.5. ¿Cómo influyen las especies clave en la estructura de la comunidad?
Todas las especies cumplen una función dentro de la comunidad, pero algunas de ellas,
indistintamente de su cantidad de individuos, tienen un papel crucial en el ecosistema;
a estas se les conoce como especies claves (figura 19).
Figura 19. Relación de la especie clave en una comunidad
En algunos casos, es difícil ubicar a la especie clave en una comunidad, debido a las
implicaciones ecológicas del estudio, como el realizado por R. Paine; sin embargo,
cuando ocurre un daño ambiental y alguna población se ve reducida en número de
individuos, resalta su importancia en la red biológica.
Por lo tanto, es crucial comprender las relaciones ecológicas y conservar las
poblaciones, debido las consecuencias irreversibles para el ambiente al eliminar a la
especie clave. Es posible lograr la regeneración de un hábitat al recuperar la especie
clave, pero los costos económicos, logísticos y ambientales involucrados podrían
aportar resultados no deseados.
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Actividad complementaria
Observe los vídeos en los enlaces correspondientes y discuta en base a las
interrogantes planteadas.
http://audiovisuales.uned.ac.cr/mediateca/videos/133/para‐que‐no‐me‐
olviden.‐puma
http://audiovisuales.uned.ac.cr/mediateca/videos/131/para‐que‐no‐me‐
olviden.‐cocodrilo
Investigue algunos de los hábitos ecológicos del puma (Panthera
onca) y del cocodrilo (Crocodilus acutus).
Mencione aspectos importantes sobre cada una de estas especies
dentro de los ecosistemas donde habitan.
¿Cuál sería el impacto ecológico al eliminarlas?
4.6. Sucesión: ¿cómo cambia una comunidad a través del tiempo?
¿Ha tenido la oportunidad de observar cómo un terreno donde se eliminó la
vegetación, luego de un tiempo, presentó nuevos crecimientos de plantas, e inclusive
fue utilizado por distintos animales?
Observe la figura 15-5 de la página 331 del texto, la cual muestra diferentes procesos de
colonización o regeneración de terrenos luego de ser sometidos a cambios en su
fisonomía.
Tema 4. Interacciones con la comunidad
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La secuencia de cambios de comunidades bióticas se conoce como sucesión, y es uno de
los procesos naturales de mayor relevancia en el desarrollo de los ecosistemas
naturales. La sucesión se puede presentar tanto en el medio acuático como terrestre
(Fournier, 2001).
Actividades complementarias
El cerro Chirripó es un buen ejemplo del proceso de sucesión a través del tiempo.
Si usted ha recorrido la ruta hasta la cima, observó las distintas comunidades
vegetales, algunas sufrieron los efectos de incendios en distintas épocas.
Posteriormente, crecieron nuevas especies producto de la sucesión. Si no ha
visitado este lugar, ingrese al siguiente enlace, en donde encontrará el documental
“Costa Rica tesoro natural. Chirripó”.
http://audiovisuales.uned.ac.cr/mediateca/videos/201/costa‐rica‐tesoro‐
natural.‐chirripó
Dibuje un triángulo para representar al cerro Chirripó y señale cada uno de
los tipos de vegetación según la altura.
Describa en qué consiste la sucesión primaria y secundaria del cerro
Chirripó.
Mencione un ejemplo de especie pionera en el cerro.
¿Cómo sería una comunidad clímax en el cerro Chirripó?
Para conocer más ejemplos sobre sucesión vegetal en Costa Rica,
ingrese al siguiente enlace, donde encontrará un artículo “Cronología
de la regeneración del bosque tropical seco en Santa Rosa, Guanacaste,
Costa Rica. II. La vegetación en relación con el suelo”.
http://www.latindex.ucr.ac.cr/rbt‐57‐3/rbt‐57‐3‐2009‐29.pdf
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Referencias bibliográficas
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Kohlmann, B.; Wilkinson, J. y Lulla, K. (2002). Costa Rica desde el espacio. San José,
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Nabors, M. (2006). Introducción a la botánica. Madrid, España: Pearson Educación,
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Smith, T.M. y Smith, R. L. (2007). Ecología. 6ta ed. España: Pearson Educación,
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