módulo ecología y evolución.pdf

84
MASTER EN EDUCACIÓN: MENCIÓN EN BIOLOGÍA MÓDULO DE TEORÍA ECOLÓGICA Y EVOLUCIÓN Profesor: Aarón González Castro [email protected] // [email protected]

Upload: maryorna

Post on 15-Jan-2016

234 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Módulo Ecología y Evolución.pdf

MASTER  EN  EDUCACIÓN:  MENCIÓN  EN  BIOLOGÍA  

MÓDULO  DE  TEORÍA  ECOLÓGICA  Y  EVOLUCIÓN  

Profesor:  Aarón  González  Castro  

[email protected]  //  [email protected]    

Page 2: Módulo Ecología y Evolución.pdf

•  Contenido:  2  partes  –  Teoría  Ecológica.  –  Evolución.  

•  Evaluación  –  Examen  de  evaluación  (preguntas  Spo  test  y  de  desarrollo).  –  Nota  mínima  para  superar  el  módulo  es  de  un  8.  –  Nota  máxima  es  el  10  (examen  bien  hecho).  –  Trabajo  (exposición).  Nota  entre  el  8  y  el  10.  –  Estos  apuntes  son  una  guía.  

Información  sobre  el  módulo  

Aarón  González,  Ph.D.  

Page 3: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Temario  del  módulo:    Tema  1:  Introducción  

 Definición  de  Ecología.    ObjeSvos  de  la  Ecología.    Breve  Historia  de  la  Ecología.  

 

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar    Componente  abióSco:  Litosfera,  Atmosfera  e  Hidrosfera.    Componente  bióSco:  Biosfera.    Dinámica  Atmosférica.    Dinámica  Oceánica.    Ciclo  del  Agua.  

Tema  3:  Ciclos  Biogeoquímicos    Los  ciclos  biogeoquímicos  más  relevantes.  

   

Información  sobre  el  módulo  

Aarón  González,  Ph.D.  

Page 4: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Información  sobre  el  módulo  

Tema  4:  Comunidades:  desde  el  ambiente  dsico  hasta  las  poblaciones    Conceptos  de  Individuo,  Población  y  Especie.    Concepto  de  Hábitat.    Conceptos  de  Biocenosis,  Biotopo,  Comunidad,  Ecosistema  y  Bioma.    Principales  biomas  del  Planeta  Tierra.  

 Tema  5:  Ecosistemas  

 Componentes  estructurales  básicos.    Componentes  funcionales  básicos.    CaracterísScas  de  los  ecosistemas.    Cadenas  o  redes  tróficas.    Diversidad  y  Riqueza  de  especies.      

Tema  6:  La  Energía  en  los  ecosistemas    El  papel  de  la  energía  en  los  ecosistemas.    El  papel  de  los  organismos  en  el  flujo  de  energía  dentro  de  los  ecosistemas.    Relación  entre  Termodinámica  y  Ecología.  

 Aarón  González,  Ph.D.  

Page 5: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Información  sobre  el  módulo  

Tema  7:  Interacciones  dentro  de  los  Ecosistemas    Concepto  de  nicho.    Sucesión  Ecológica.    Estabilidad  de  los  ecosistemas.    CompeSción  por  los  recursos.    Depredación  y  Herbivoría.    Comensalismo.    ParasiSsmo.    Mutualismo.      

Tema  8:  Biogeograda    Cómo  se  distribuyen  las  especies  en  el  planeta.    Origen  de  los  Patrones  Biogeográficos  Actuales.  

 Tema  9:  Biogeograda  Insular  

 Llegada  y  colonización:  Desarmonía  Taxonómica.    Relajación  Ecológica  y  Ampliación  de  Nicho.    Fragmentación  del  Hábitat  y  Teoría  de  las  Metapoblaciones.  

Aarón  González,  Ph.D.  

Page 6: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Información  sobre  el  módulo  

Tema  10:  Evolución    Concepto  de  Evolución.    Principales  Teorías  EvoluSvas.    Mecanismos  que  Favorecen  la  Evolución  de  las  Especies.    Evolución  en  Ecosistemas  Insulares.  

 

Tema  11:  Perturbación  de  Ecosistemas.    Pérdida  de  Especies.    Pérdida  del  Hábitat.    Pérdida  de  Interacciones.    Introducción  de  Especies  ExóScas.  

   

Aarón  González,  Ph.D.  

Page 7: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Aarón  González,  Ph.D.  

TEMA  1  

Page 8: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  1:  Introducción  

Definición  de  Ecología:  

Oecología,  2  Raíces  griegas:  Oikos  (Casa  o  Vivienda)          +    logos  (Ciencia  ó  Estudio)  

Término  acuñado  por  Ernst  Haeckel  (Biólogo  alemán).  

Definición  contemporánea:  es  el  estudio  ciennfico  de  la  distribución  y  abundancia  de  los  organismos  en  el  Planeta  Tierra  y  de  las  interacciones  que  determinan  dicha  distribución  y  abundancia.  

Organismos:  No  sólo  animales  y  plantas,  también  organismos  microscópicos,  como  Arqueobacterias,  Bacterias  y  Protozoos.  

Interacciones:  Se  refiere  a  interacciones  con  otros  seres  vivos  y  con  el  medio  dsico  circundante.  

Aarón  González,  Ph.D.  

Page 9: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  1:  Introducción  

Una  de  las  divisiones  principales  de  la  biología  (Kendeigh,  1961):    -­‐  Morfología:  Aspecto  estructural  de  los  organismos.    -­‐  Fisiología:  Aspecto  funcional  de  los  organismos.    -­‐  Ecología:  Interacciones  de  organismos  con  otros  organismos  y  con  su  medio.  

Una  pregunta:  Queremos  estudiar  cómo  la  semilla  de  un  fruto  carnoso,  que  es  consumido  por  un  animal  frugívoro,  es  dispersada  y  luego  germina  para  dar  lugar  a  una  nueva  plántula.  ¿En  qué  rama  y/o  subrama  de  la  Biología  deberíamos  decir  que  está  enmarcado  nuestro  estudio?  

¿Botánica  à  Morfología  vegetal?  ¿Fisiología  Vegetal?  ¿Fisiología  Animal?  ¿Comportamiento  Animal?   Frutos  de  Rubia  fru2cosa  

consumidos  por  el  lagarto  Gallo2a  gallo2.  Foto:  Beneharo  Rodríguez.  

Aarón  González,  Ph.D.  

ObjeSvos  de  la  Ecología:  ¿Qué  es  lo  que  realmente  estudia  la  ecología?  

Page 10: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  1:  Introducción  

Estructura  de  la  semilla  de  Rubia  fru2cosa.  

Testa  Embrión  

Después  de  ser  ingerida  por  un  lagarto  Gallo2a  gallo2.  

Aarón  González,  Ph.D.  

Page 11: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  1:  Introducción  

Viabilidad  y  germinación  del  Embrión  de  Rubia  fru2cosa.  

Embrión  de  semillas  no  ingeridas  

Embriones  de  semillas  ingeridas  por  Gallo2a  gallo2  

Aarón  González,  Ph.D.  

Page 12: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  1:  Introducción  

¿Dónde  son  depositadas  las  semillas  ingeridas?  

AA = Arboleda Abierta

AC = Arboleda Cubierta

MA = Matorral Abierto

MC = Matorral Cubierto

¡Este  estudio  también  Sene  en  cuenta  el  comportamiento  del  animal!  

Aarón  González,  Ph.D.  

Page 13: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  1:  Introducción  

Aarón  González,  Ph.D.  

¿Cómo  se  comportan  las  semillas  en  la  naturaleza?  

!

¡Este  estudio  también  Sene  en  la  interacción  de  la  semilla  con  su  entorno!  

Page 14: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  1:  Introducción  

ObjeSvos  de  la  Ecología:  ¿Qué  es  lo  que  realmente  estudia  la  ecología?  

La  propia  definición  de  Ecología  hace  que  sea  didcil  determinar  sus  límites.  

¡¡La  definición  dada  por  Kendeigh  (1961)  es  cierta,  pero  no  es  muy  pecisa!!  

Aarón  González,  Ph.D.  

Page 15: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  1:  Introducción  

Aarón  González,  Ph.D.  

 ¿Qué  es  lo  que  realmente  estudia  la  ecología?  

 Es  una  ciencia  mulSdisciplinar  que  incluye:  1.   Adaptación  morfológica,  funcional  y  comportamental  de  los  organismos  a  su  entorno  

(bióSco  y  abióSco).  2.   Relaciones  entre  especies  y  sus  poblaciones,  así  como  entre  poblaciones  dentro  de  las  

comunidades.  3.   Distribución  local  y  geográfica  de  los  organismos.  4.   Variación  espacial  en  la  abundancia  de  los  organismos.  5.   Evolución  en  el  Sempo  de  todo  lo  descrito  anteriormente.  

 Surgen  diversos  campos  como:  1.   Ecología  Animal.  2.   Ecología  Vegetal.  3.   Ecofisiología  (vegetal  y  animal).  4.   Limnología  (estudio  de  las  aguas  dulces).  5.   Ecología  terrestre.  6.   Ecología  marina  7.   Otros…  

Page 16: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  1:  Introducción  

Aarón  González,  Ph.D.  

 ¿Es  lo  mismo  Ecología  que  las  Ciencias  Ambientales?  

 Diferencia:  Radica  en  que  las  Ciencias  Ambientales  (Ambientalismo)  se  refiere  a  ciertas  políScas  y  acciones  desSnadas  a  gesSonar  el  medio  ambiente.  Por  lo  tanto,  incluye  otros  factores  como  economía,  legislación,  educación  ambiental,  etc…  

Page 17: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Aarón  González,  Ph.D.  

Tema  1:  Introducción  

Historia  de  la  Ecología:  Didcil  decir  en  qué  momento  aparece  la  Ecología  como  ciencia  que  se  pueda  definir  separadamente  de  la  Biología.    •  Theowrastus  (371-­‐287  AC):  Padre  de  la  Botánica.  Historia  Plantarum.    •  Carl  Linnaeus  (1707-­‐1778):  Sistema  Naturae.  •  Alexander  von  Humboldt  (1769-­‐1859):  Padre  de  la  Geobotánica.  

 

Page 18: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Aarón  González,  Ph.D.  

Tema  1:  Introducción  

Historia  de  la  Ecología:  •  Charles  Darwin  (1809-­‐1882):  Sobre  el  Origen  de  las  Especies.  •  Alfred  Russel  Wallace  (1823-­‐1913):  Evolución  de  las  especies.    •  Karl  Möbius  (1825-­‐1908):  Introduce  el  término  de  Biocenosis.  •  Eugen  Warming  (1841-­‐1924):  El  primero  en  tener  en  cuenta  los  factores  abióScos.  Convergencia  adaptaSva.  

•  Ernst  Haeckel  (1834-­‐1919).  Crea  el  término  Ecología.  Teoría  de  la  Recapitulación.    

 

Page 19: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Aarón  González,  Ph.D.  

Tema  1:  Introducción  

Historia  de  la  Ecología:  •  Arthur  Tansley  (1871-­‐1955):  Introduce  el  término  “Ecosistema”  en  1935.  •  Charles  Elton  (1900-­‐1991):  Padre  de  la  Ecología  animal  y  el  primero  en  introducir  el  término  “nicho”.  •  G.  Evelyn  Hutchinson  (1903-­‐1991):  Padre  de  la  Ecología  Moderna.  Desarrolló  el  concepto  de  “nicho”.  •  James  Lovelock  (1919).  Autor  de  la  teoría  de  Gaia.  •  Otros  que  veremos  a  lo  largo  del  desarrollo  del  módulo.  

     

 

Page 20: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Aarón  González,  Ph.D.  

Tema  1:  Introducción  

Lecturas  recomendadas:  Darwin,  Charles.  1859.  "On  the  Origin  of  Species  by  Means  of  Natural  SelecGon,  or  the  PreservaGon  of  

Favoured  Races  in  the  Struggle  for  Life",  Nature  (London:  John  Murray)  5  (121):  502.  Kendeigh,  S.  Charles.  1961.  Animal  Ecology.  PrenGce-­‐Hall,  Inc.,  Englewood  Cliffs,  N.J.,  468  pp.  Warming,  J.  E.  B.  1895.  Plantesamfund.  (Revisado  para  la  Edición  inglesa  como  "Oecology  of  plants",  

1909),  Clarendon  Press  Oxford:  422  pp.    Páginas  Web:  h|p://en.wikibooks.org/wiki/Ecology/IntroducSon  h|p://en.wikipedia.org/wiki/History_of_ecology  

Page 21: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Aarón  González,  Ph.D.  

TEMA  2  

Page 22: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Aarón  González,  Ph.D.  

Componente  abióSco:  Litosfera    Es  la  capa  sólida  superficial  de  La  Tierra.  

Se  encuentra  “flotando”  sobre  la  astenosfera.  

Tiene  un  grosor  variable,  entre  50  y  300  Km.  

Está  fragmentada  en  una  serie  de  Placas  Tectónicas.  

En  los  bordes  de  esas  placas  se  concentran  fenómenos  geológicos  como:  

 MagmaSsmo  (Incluyendo  Vulcanismo).    Seísmos.    Orogénesis.  

Su  parte  más  externa  se  divide  en:    Corteza  Oceánica.    Corteza  ConSnental.  

Page 23: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Aarón  González,  Ph.D.  

Componente  abióSco:  Atmósfera  Es  la  capa  gaseosa  que  cubre  a  los  cuerpos  celestes.  En  el  caso  de  la  atmósfera  terrestre,  ésta  se  divide  en:  •   Troposfera  •   Estratosfera  •   Ozonosfera  •   Mesosfera  •     Ionosfera  o  Termosfera  •   Exosfera      

Page 24: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Aarón  González,  Ph.D.  

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Componente  abióSco:  la  Atmósfera  

Troposfera:  Es  la  capa  más  baja  de  la  atmósfera.  Grosor  variable:  •   6km  en  los  polos.  •   Hasta  20Km  en  el  Ecuador.  

En  ella  ocurren  todos  los  fenómenos  meteorológicos  que  afectan  a  los  seres  vivos:  lluvias,  vientos,  nieves...  

Acumula  la  mayor  parte  del  oxígeno  y  el  vapor  de  agua  que  hay  en  la  atmósfera.  à  Posibilita  la  vida.  

Su  temperatura  disminuye  a  razón  de  6.5  ºC  por  cada  Km  de  altura,  pero  sólo  a  parSr  de  los  2000  metros.  

Page 25: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Componente  abióSco:  la  Atmósfera  

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Aarón  González,  Ph.D.  

Estratosfera  y  Ozonosfera:  Grosor  variable:  •     7-­‐10  km  en  los  polos  hasta  50  km.  •     20  Km  en  el  Ecuador  hasta  50  km.  

Su  nombre  se  debe  a  la  gran  estraSficación  de  sus  componentes  gaseosos,  en  capas  horizontales  y  con  escaso  intercambio  verScal.  

Su  temperatura  aumenta  con  la  alStud,  al  contrario  que  el  resto  de  capas.  

Gran  presencia  de  Ozono  (O3)  en  su  parte  superior.    Gran  absorción  de  radiación  ultravioleta.    Protección  de  la  vida  en  La  Tierra.  

Page 26: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Aarón  González,  Ph.D.  

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Componente  abióSco:  la  Atmósfera  

Mesosfera:  

Grosor:  desde  50  Km  hasta  80  Km  de  alStud.    

Capa  más  fría  de  la  atmósfera:  hasta  -­‐80  ºC.    

En  esta  capa  es  donde  se  desintegran  los  meteoritos.    

Page 27: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Aarón  González,  Ph.D.  

Termosfera  o  Ionosfera:  

Componente  abióSco:  la  Atmósfera  

Grosor  medio:  desde  80  Km  hasta  500  Km  de  alStud.    

Altas  temperaturas  por  la  radiación  solar:  hasta  1500  ºC      

Sus  gases  están  permanentemente  ionizados  por  la  radiación  solar.  

En  esta  capa  es  donde  se  producen  las  Auroras.  

Page 28: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Aarón  González,  Ph.D.  

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Componente  abióSco:  la  Atmósfera  

Exosfera:  

Es  la  capa  más  externa.    

Grosor  medio:  desde  500  Km  hasta  los  10000  Km.    

Justo  por  debajo  de  la  Magnetosfera.    

En  ellas  se  encuentran  los  satélites  arSficiales.    

Page 29: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Aarón  González,  Ph.D.  

Componente  abióSco:  la  Hidrosfera  Es  la  todo  el  agua  de  La  Tierra.  

Junto  a  la  atmósfera,  consStuyen  las  dos  capas  fluidas  en  contacto  directo  con  la  vida  del  planeta.  

ConsStuye:    Océanos.    Ríos  y  lagos.    Aguas  subterráneas.    Glaciares  (en  todas  las  laStudes).    Casquetes  polares.    Nieve      

Page 30: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Aarón  González,  Ph.D.  

Componente  bióSco:  la  Biosfera  Término  acuñado  por  Eduard  Suess  en  1875.  Su  concepto  ecológico  se  empieza  a  uSlizar  en  1920,  por  Vladimir  Vernadsky.  

Engloba  cualquier  forma  de  vida  en  la  Serra:    Animales  superiores.    Plantas  Superiores    Algas  microscópicas    Organismos  unicelulares  (bacterias)  

Aparece  en  el  aire,  la  Serra,  y  el  agua.  Hasta  en  las  grandes  profundidades  oceánicas  

Page 31: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Aarón  González,  Ph.D.  

¿Dónde  está  la  frontera  entre  las  diferentes  capas?  

¡En  realidad,  están  interconectadas,  formando  un  conSnuo!  

Éste,  es  uno  de  los  argumentos  que  dan  fuerza  a  la  teoría  de  Gaia  (James  Lovelock)  

Page 32: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Aarón  González,  Ph.D.  

Dinámica  Atmosférica  Dinámica  atmosférica:  

Fruto  de  la  interacción  con:    -­‐  Radiación  solar  (Temperatura).    -­‐  Otras  capas  o  sistemas  (Hidrosfera  y  Litosfera).  

En  la  dinámica  atmosférica  podemos  idenSficar:    1.  Células  Atmosféricas.    2.  AnSciclones.    3.  Borrascas.    4.  Frentes.    5.  Vientos  

Varía  en  función  de  la  región  del  Planeta  donde  estemos    -­‐  Crea  condiciones  diferentes  para  la  vida.  

Page 33: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Aarón  González,  Ph.D.  

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Dinámica  Atmosférica  Células  atmosféricas:  

Células  de  Hadley:  Tropicales  

Células  de  Ferrel:  Templadas  Células  Polares:  Polos  Norte  y  Sur.  

Causas:    1.  Radiación  Solar.    2.  Efecto  Coriolis  (por  la  rotación  de  La  Tierra).  

Page 34: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Célula  de  Hadley  

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Aarón  González,  Ph.D.  

B  

A  A  

En  zonas  subtropicales  generan  anSciclones  (altas  presiones)  

Generan  los  Vientos  Alisios  que  se  mueven  hacia  el  Ecuador.  

En  el  Ecuador  generan  Borrascas  (bajas  presiones)  à  Grandes  lluvias  

Page 35: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Aarón  González,  Ph.D.  

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Célula  de  Ferrel  

En  superficie:  Aire  que  se  origina  en  los  trópicos.  à  Aire  caliente  

Ese  aire  caliente  se  mueve  hacia  las  zonas  polares:  

 -­‐Norte  y  Este    -­‐Sur  y  Oeste  

En  el  frente  polar  asciende:  Bajas  presiones  (borrascas).  

Se  generan  lluvias  en  las  zonas  templadas.  

B  B   A  

Page 36: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Aarón  González,  Ph.D.  

Célula  Polar  

Aire  frío  en  los  polos  à  Altas  presiones  

Genera  Aire  superficial  frío  que  fluye  hacia  las  zonas  templadas.  

Cuando  ese  aire  frío  (frente  polar)  choca  con  el  aire  más  cálido  de  la  Célula  de  Ferrel  se  forma  la  convección  dando  lugar  a  bajas  presiones  (Borrascas).  

B  B   A  A   A   B   A  

Page 37: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Aarón  González,  Ph.D.  

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Dinámica  Atmosférica  AnSciclones  y  Borrascas:  

Borrascas:    Tropicales:  en  torno  al  paralelo  0  (ecuador)    Subpolares:  en  torno  al  paralelo  40  (zonas          

                 templadas).  

El  Aire  Asciende  desde  la  superficie.  Esto  hace  que  la  humedad  se  condense  formando:  

 -­‐Nubes.    -­‐Lluvias.  

Las  borrascas  giran:    SenSdo  contrario  a  las  agujas  del  reloj  (HN).    SenSdo  de  las  agujas  del  reloj  (HS)  

Page 38: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Aarón  González,  Ph.D.  

Dinámica  Atmosférica  AnSciclones  y  Borrascas:  

AnSciclones:    Subrropicales:  Entre  los  paralelos  30  y  60.    Polares:  en  torno  al  paralelo  90.  

El  Aire  Frío  Desciende  hacia  la  superficie.    -­‐  Escasez  de  nubes  y  de  lluvias  

Los  AnSciclones  giran:    SenSdo  de  las  agujas  del  reloj  (HN).    SenSdo  contrario  a  las  de  las  agujas  del  reloj  (HS).  

Page 39: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Aarón  González,  Ph.D.  

Dinámica  Atmosférica  Viento  entre  AnSciclones  y  Borrascas:  

Isobaras:  Líneas  que  unen  zonas  de  la  atmósfera  con  igual  presión.  

Equivalente  a  las  cotas  de  nivel  en  los  mapas  terrestres  

Page 40: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Aarón  González,  Ph.D.  

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Page 41: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Aarón  González,  Ph.D.  

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

A   B  

A   B  

Page 42: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Aarón  González,  Ph.D.  

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

A   B  

Page 43: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Aarón  González,  Ph.D.  

Interacción  de  la  Atmósfera  con  la  Litosfera  

Efecto  Foehn:  Se  da  en  ciertas  circunstancias  especiales  en  las  que  una  masa  de  aire  cargada  de  humedad  choca  con  una  barrera  montañosa  u  orográfica.  

Page 44: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Dinámica  de  la  Litosfera:  Deriva  conSnental  

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Aarón  González,  Ph.D.  

Se  debe  a  que:    La  Litosfera  “flota”  sobre  la  Astenosfera.    La  Astenosfera  presenta  células  convecSvas  

Page 45: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Aarón  González,  Ph.D.  

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Dinámica  de  la  Litosfera:  Deriva  conSnental  

Page 46: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Aarón  González,  Ph.D.  

Dinámica  de  la  Litosfera:  Deriva  conSnental  Consecuencias  para  la  vida:  Aislamiento;  Aparición  de  compeSdores  Cambios  ambientales:  laStudinales  y  alStudinales  Aparición  de  formas  de  vida  impensables  

Page 47: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Aarón  González,  Ph.D.  

Dinámica  de  la  Hidrosfera:  Circulación  Oceánica  

Importantes  consecuencias  sobre:    -­‐  La  distribución  de  la  vida  en  los  mares.    -­‐  Ciclos  Biológicos.  

Page 48: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Aarón  González,  Ph.D.  

Dinámica  de  la  Hidrosfera:  La  importancia  de  la  Termoclina  

Influye  en  la  distribución  de  las  especies  en  la  profundidad  Los  Atunes  migran  justo  encima  de  la  termoclina.  Importancia  económica  para  artes  de  pesca.  

Page 49: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Aarón  González,  Ph.D.  

Dinámica  de  la  Hidrosfera:  Upwelling  

Gran  abundancia  de  especies  marinas.  Importancia  económica  pesquera.  

Page 50: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Aarón  González,  Ph.D.  

Dinámica  de  la  Hidrosfera  y  Atmósfera:  El  “Niño”  

Debilitamiento  de  los  Vientos  Alisios.  Lluvias  “anómalas”.  

Pérdidas  económicas.  

Desastres  naturales.  

Page 51: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Dinámica  de  la  Hidrosfera:  El  Ciclo  del  Agua  

Aarón  González,  Ph.D.  

Page 52: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  2:  Las  “capas”  de  nuestro  hogar  

Aarón  González,  Ph.D.  

Lecturas  recomendadas    h^ps://es.wikipedia.org/    (en  español)    h^ps://www.wikipedia.org/      (en  inglés)    cienciasnaturales.es  CIRCULACIONATMOSFERICA.swf  

   

Page 53: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Aarón  González,  Ph.D.  

TEMA  3  

Page 54: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  3:  Los  ciclos  biogeoquímicos  

Aarón  González,  Ph.D.  

Los  Ciclos  más  relevantes  Son  los  ciclos  mediante  los  cuales,  los  nutrientes  fluyen  a  través  del  ecosistema:  

 Sus  componentes  BióScos.    Sus  componentes  AbióScos  

Los  ciclos  de  nutrientes  más  relevantes  son:  El  del  Agua  (ya  lo  hemos  visto).  El  del  Carbón.  

Los  nutrientes  pueden  estar  en  conSnua  circulación  o  acumularse  en  reservorios  por  largo  Sempo  (=  Sempo  de  residencia).  

El  del  Nitrógeno.  El  del  Fósforo.  El  del  Oxígeno.  Otros  minerales.  

Page 55: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Aarón  González,  Ph.D.  

Tema  3:  Los  ciclos  biogeoquímicos  

Los  Ciclos  más  relevantes  Se  pueden  clasificar  en  función  de:  Su  Escala:  

 -­‐  Global  (Ecosfera).    -­‐  Local:  A  nivel  de  ecosistema.    

Los  microorganismos  Senen  gran  importancia:  

350-­‐550  gigatoneladas  del  C  mundial  85-­‐130  gigatoneladas  del  N  mundial  9-­‐14  gigatoneladas  del  P  mundial  N  sólo  fijado  por  Bacterias  50%  del  O2  fijado  por  Cianobacterias  

El  suelo  también  es  importante:  81  mill  de  gigatoneladas  de  C  en  CaCO3    

Tipo  se  sistema:    -­‐  Abierto.    -­‐  Cerrado.    

Page 56: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  3:  Los  ciclos  biogeoquímicos  

Ciclo  del  Carbono  La  base  de  las  moléculas  orgánicas  Reservorios:  La  atmósfera  CO2  Fósiles  orgánicos  (carbón  o  petróleo)  

Rocas  (Mineral=CaCO3)  

Organismos  vegetales  (celulosa,  lignina)  

Fijación  del  Carbono:  Su  incorporación  a  moléculas  orgánicas  de  los  seres  vivos  Mecanismos:  CO2  del  aire  y  carbonatos  del  suelo,  tomado  por  productores  primarios  (autótrofos)  

Pasa  a  animales  y  demás  organismos  heterótrofos  a  través  de  la  cadena  trófica.  

Regresa  a  la  atmósfera  y  al  suelo  por  respiración  y  por  descomposición  de  organismos  muertos  (mineralización).  

Aarón  González,  Ph.D.  

Page 57: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Ciclo  del  Carbono  

Tema  3:  Los  ciclos  biogeoquímicos  

Aarón  González,  Ph.D.  

Page 58: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  3:  Los  ciclos  biogeoquímicos  

Ciclo  del  Nitrógeno  La  base  de  moléculas  proteicas  y  ácidos  nucleicos  Reservorios:  La  atmósfera  N2  Suelo  (NH+

4,  NH3,  NO-­‐2,  o  NO-­‐

3)  

Fijación  del  Nitrógeno:  Procariotas:  N2àNH+

4  

Nitrificación:  Diferentes  Bacterias:  NH+

4àNO-­‐2àNO-­‐

3  

Pasa  a  Plantas  por  absorción  de  NH+4  y  NO-­‐

3.  

Desnitrificación  por  bacterias  desnitrificantes:  NO-­‐3à  N2  

Aarón  González,  Ph.D.  

Radiación  UV:  N2àNO-­‐3  

Pasa  a  Animales  a  través  de  la  cadena  trófica.  

Bacterias  y  hongos  detrinvoros:  Compuestos  orgánicosà  NH+4  (Amonificación)  

Excreción  de  animales:  Amonio,  Urea,  Ácido  Úrico.  

Vuelta  a  la  forma  inorgánica.  

Page 59: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  3:  Los  ciclos  biogeoquímicos  

Aarón  González,  Ph.D.  

Ciclo  del  Nitrógeno  

Page 60: Módulo Ecología y Evolución.pdf

es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_biogeoquímico  

Tema  3:  Los  ciclos  biogeoquímicos  

Aarón  González,  Ph.D.  

Lecturas  recomendadas  

Page 61: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Aarón  González,  Ph.D.  

TEMA  4  

Page 62: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Aarón  González,  Ph.D.  

Tema  4.  Comunidades:  Desde  el  ambiente  isico  hasta  las  poblaciones  

Individuo  y  Población  Individuo:  Cada  uno  de  los  elementos  (organismos)  de  una  población.  

Población:  Es  un  conjunto  de  organismos  (individuos)  más  o  menos  numeroso,  de  la  misma  especie  que  se  ven  someSdos  a  los  mismos  factores  ambientales  y  se  mezclan  libremente  unos  con  otros.  

A   B  

Page 63: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  4.  Comunidades:  Desde  el  ambiente  isico  hasta  las  poblaciones  

Aarón  González,  Ph.D.  

Especie:  Es  la  unidad  básica  de  la  clasificación  biológica  

Concepto  de  especie  biológica  (el  más  uSlizado):  

“Se  define  como  el  conjunto  de  organismos  o  poblaciones  naturales  que  son  capaces  de  entrecruzarse  y  producir  descendencia  fér2l.  Pero  no  pueden  

hacerlo  con  los  miembros  de  poblaciones  de  otras  especies”.  

Dobzhansky  (1935)  y  Mayr  (1942):  

Se  define  con  dos  epítetos:  Genérico  y  específico  Ser  Humano:  Homo  sapiens  

Page 64: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  4.  Comunidades:  Desde  el  ambiente  isico  hasta  las  poblaciones  

Aarón  González,  Ph.D.  

Concepto  de  especie  biológica:  

Equus  ferus   Equus  africanus  

X  

Equus  africanus  x  ferus  InférSl  

Page 65: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  4.  Comunidades:  Desde  el  ambiente  isico  hasta  las  poblaciones  

Aarón  González,  Ph.D.  

Concepto  de  especie  biológica:  

Homo  sapiens   Homo  neanderthalensis  

¿X?  

Homo  sapiens  x  neanderthalensis  ¿InférSl?  

Page 66: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  4.  Comunidades:  Desde  el  ambiente  isico  hasta  las  poblaciones  

Aarón  González,  Ph.D.  

Concepto  de  especie  biológica  (el  más  uSlizado):  

“Se  define  como  el  conjunto  de  organismos  o  poblaciones  naturales  que  son  capaces  de  entrecruzarse  y  producir  descendencia  fér2l.  Pero  no  pueden  

hacerlo  con  los  miembros  de  poblaciones  de  otras  especies”.  

Dobzhansky  (1935)  y  Mayr  (1942):  

A   B  

De  acuerdo  a  la  definición  anterior,  ¿son  los  individuos  azules  de  A,  de  la  misma  especie  que  los  individuos  azules  de  B?:  

Page 67: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  4.  Comunidades:  Desde  el  ambiente  isico  hasta  las  poblaciones  

Aarón  González,  Ph.D.  

Fenómeno  de  especiación:  A  parSr  de  individuos  separados  y  aislados  de  la  población  original  llegan  a  tener  un  grado  diferenciación  tan  grande  que  les  convierte  en  nueva  especie.  

A   B  T1   B  T2  

Los  individuos  de  la  población  amarilla  parecen  ser  de  una  nueva  especie  originada  a  parSr  de  la  especie  naranja.  Pero,  ¡OJO!,  no  sabemos  si  serán  capaces  de  aparearse  con  individuos  de  la  especie  naranja  dejando  descendencia  férSl.  

Page 68: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  4.  Comunidades:  Desde  el  ambiente  isico  hasta  las  poblaciones  

Aarón  González,  Ph.D.  

Concepto  de  especie  evoluSva  (a  parSr  de  Darwin):  Wiley  (1978):  

“Es  un  linaje  (una  secuencia  ancestro-­‐descendiente)  de  poblaciones  u  organismos  que  man2enen  su  iden2dad  de  

otros  linajes  y  que  poseen  sus  propias  tendencias  históricas  y  evolu2vas.  Este  concepto  difiere  del  anterior  en  que  el  

aislamiento  gené2co  real,  más  que  el  potencial,  es  el  criterio  para  el  reconocimiento  de  la  misma”  

Parte  de  la  base  de  que  el  aislamiento  geográfico  dará  lugar  a  un  flujo  de  genes  entre  poblaciones  tan  bajo,  que  dará  lugar  a  la  aparición  de  nuevas  especies  

Pero  también  considera  que  la  evolución  puede  ser  reSculada  y  reversible.  Es  decir,  que  poblaciones  que  inicialmente  se  separaron  y  comenzaron  a  divergir,  podrían  volver  a  unirse  truncando  el  aislamiento  y  la  especiación.  O  dando  lugar  a  híbridos  capaces  de  reproducirse  y  de  dar  lugar  a  una  nueva  población  que  se  puede  idenSficar  como  una  nueva  especie  independiente.  

Page 69: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  4.  Comunidades:  Desde  el  ambiente  isico  hasta  las  poblaciones  

Aarón  González,  Ph.D.  

Especiación  como  proceso  reSculado  y  reversible:  

A  B  T1  

B  T2  

A  T3  

A  

B  T1  B  T2  

La  acepción  evoluSva  de  especie  es,  por  tanto,  más  abierta.  

Page 70: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  4.  Comunidades:  Desde  el  ambiente  isico  hasta  las  poblaciones  

Aarón  González,  Ph.D.  

Hábitat:  Es  el  ambiente  que  ocupa  una  población  biológica.  

Es  el  espacio  que  reúne  las  condiciones  adecuadas  para  que  las  poblaciones  de  una  especie  puedan  subsisSr  y  reproducirse.  

Es  un  concepto  que  se  aplica  a  especies  y  poblaciones.  

A   B

Page 71: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  4.  Comunidades:  Desde  el  ambiente  isico  hasta  las  poblaciones  

Aarón  González,  Ph.D.  

Biotopo:  Del  griego:  bios  (vida)  +  topos  (lugar)  à  Lugar  donde  se  desarrolla  la  vida.  

Un  área  de  condiciones  ambientales  uniformes  donde  se  desarrolla  un  conjunto  de  flora  y  fauna.  De  manera  que  la  comunidad  puede  persisSr  

Se  diferencia  del  “hábitat”  en  que  este  úlSmo  término  sólo  se  aplica  a  especies  o  poblaciones,  mientras  que  biotopo  se  aplica  comunidades  biológicas  (Biocenosis).  

Biocenosis  (Möbius  1877):  es  el  conjunto  de  organismos  de  todas  las  especies  que  coexisten  en  un  espacio  definido:  el  biotopo.  Es  sinónimo  de  comunidad  

 Fitocenosis.    Zoocenosis.    Microbiocenosis.  

Una  Comunidad  o  Biocenosis  puede  ser  considerada  a  diferentes  escalas  espaciales.  

Biotopo  Hábitat  

Page 72: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  4.  Comunidades:  Desde  el  ambiente  isico  hasta  las  poblaciones  

Aarón  González,  Ph.D.  

Ecosistema  (Tansley  1935):  Está  formado  por  la  unión  de  una  biocenosis  (conjunto  de  poblaciones  de  diversas  especies)  y  su  biotopo  (ambiente  dsico  que  proporciona  las  condiciones  necesarias  para  sustentar  la  biocenosis).  

Ejemplo:  Un  campo  agrícola.  Su  agrobiocenosis  será:  Las  poblaciones  de  todas  sus  especies:  las  de  interés  agrícola  y  otras  asociadas  Su  biotopo:  Entorno  dsico-­‐químico  del  campo  agrícola  

El  conjunto  (Ecosistema):  Agrosistema  

Page 73: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  4.  Comunidades:  Desde  el  ambiente  isico  hasta  las  poblaciones  

Aarón  González,  Ph.D.  

Ecotono:  Zona  de  transición  entre  dos  ecosistemas.  

Se  caracteriza  por  la  presencia  de  especies  propias  de  ambos  ecosistemas.  

Page 74: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  4.  Comunidades:  Desde  el  ambiente  isico  hasta  las  poblaciones  

Aarón  González,  Ph.D.  

Bioma:  Es  un  término  que  se  aplica  a  gran  escala.  Son  diferentes  zonas  del  planeta  caracterizadas  por  unas  condiciones  climáScas  (especialmente  precipitación  y  temperatura)  similares.  Dando  lugar  a  un  paisaje  similar  y  comunidades  de  organismos  vivos  parecidas.  Esto  provoca  convergencia  adaptaSva  de  diferentes  especies.    

Convergencia  adaptaSva  es  cuando  especies  totalmente  diferentes  (disSntas  historias  evoluSvas)  presentan  caracterísScas  morfológicas  y  fisiológicas  similares,  como  resultado  de  su  adaptación  a  condiciones  ambientales  parecidas.  

Un  Bioma  puede  albergar  varios  ecosistemas  diferentes.  

Lobelia  telekii  Campanulaceae  

Echium  wildpre2i  Boraginaceae  

Page 75: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Los  grandes  Biomas  

Tema  4.  Comunidades:  Desde  el  ambiente  isico  hasta  las  poblaciones  

Aarón  González,  Ph.D.  

Page 76: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  4.  Comunidades:  Desde  el  ambiente  isico  hasta  las  poblaciones  

Aarón  González,  Ph.D.  

Bosques  tropicales  Son  los  más  Biodiversos  Altas  Temperaturas  y  Precipitaciones.  Domina  estrato  arbóreo.  Gran  canSdad  de  epífitas.  

Page 77: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  4.  Comunidades:  Desde  el  ambiente  isico  hasta  las  poblaciones  

Aarón  González,  Ph.D.  

Sabanas  

Altas  Temperaturas.  Precipitaciones  estacionales  marcadas.  Estrato  arbóreo-­‐arbusSvo  escaso.  Predomina  el  estrato  herbáceo.  

Page 78: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  4.  Comunidades:  Desde  el  ambiente  isico  hasta  las  poblaciones  

Aarón  González,  Ph.D.  

Desiertos  Subtropicales  Escasa  biodiversidad  Altas  Temperaturas  y  pocas  Precipitaciones.  Gran  oscilación  térmica  día-­‐noche.  Pueden  ser  pedregosos  o  arenosos.  

Page 79: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  4.  Comunidades:  Desde  el  ambiente  isico  hasta  las  poblaciones  

Aarón  González,  Ph.D.  

Matorrales  Mediterráneos  Clima  mediterráneo  Inviernos  frescos  y  lluviosos.  Veranos  secos  y  cálidos.  Vegetación  xerodSca  Puede  presentar  Coníferas  

Page 80: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  4.  Comunidades:  Desde  el  ambiente  isico  hasta  las  poblaciones  

Aarón  González,  Ph.D.  

Bosques  templados  caducifolios  Mediterráneos  Inviernos  fríos  y  lluviosos  Veranos  suaves  y  húmedos  Predominan  árboles  de  hoja  caduca  Gran  variedad  de  fauna  en  la  hojarasca  

Frutos  secos  ricos  en  grasas  

Page 81: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Inviernos  fríos  y  lluviosos  Veranos  suaves  y  húmedos  Predominan  árboles  de  hoja  caduca  Gran  variedad  de  fauna  en  la  hojarasca  

Tema  4.  Comunidades:  Desde  el  ambiente  isico  hasta  las  poblaciones  

Aarón  González,  Ph.D.  

Bosques  templados  caducifolios  Mediterráneos  

Page 82: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  4.  Comunidades:  Desde  el  ambiente  isico  hasta  las  poblaciones  

Aarón  González,  Ph.D.  

Limitado  al  Hemisferio  Norte  Lluvia  media  anual  de  450mm  Temperatura  media  oscila  19ºC-­‐  -­‐30ºC.  Predoniman  las  coníferas  de  hasta  40  m  de  altura.  

Taiga  

Dosel  arbóreo  tupido,  penetra  poca  luz.  

Abundancia  de  helechos,  líquenes  y  musgos.  

Page 83: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Tema  4.  Comunidades:  Desde  el  ambiente  isico  hasta  las  poblaciones  

Aarón  González,  Ph.D.  

Región  Biogeorgáfica  Polar  Subsuelo  helado  permanentemente  

Vegetación  sin  árboles  

Tundra  

Abundancia  de  helechos,  líquenes  y  musgos.  

Suelos  pantanosos  abundantes  

Page 84: Módulo Ecología y Evolución.pdf

Dobzhansky  T.  1937.  Gene2cs  and  the  origin  of  species.  Columbia  University  Press,  New  York  .  

Mayr,  E.  1942.  Systema2cs  and  the  origin  of  species.  Columbia  Univ.  Press,  New  York.  Tansley,  A.  G.  1935.  The  use  and  abuse  of  vegetaSonal  concepts  and  terms.  Ecology,  

16(3):  284-­‐307.  Wiley,  E.  O.  (1978).  The  EvoluSonaty  Species  Concept  Reconsidered».  Systema2c  

Zoology  27  (1):  17–26.  

Tema  4.  Comunidades:  Desde  el  ambiente  isico  hasta  las  poblaciones  

Aarón  González,  Ph.D.  

Referencias  

Páginas  web    -­‐h|p://es.wikipedia.org/wiki/Biocenosis    -­‐h|p://en.wikibooks.org/wiki/Ecology/Biological_community    -­‐h|p://es.wikipedia.org/wiki/Especie    -­‐h|p://es.wikipedia.org/wiki/Hábitat    -­‐h|p://es.wikipedia.org/wiki/Bioma