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TEMA 14. DINÁMICA DEL ECOSISTEMA

1) MECANISMOS DE AUTORREGULACIÓN DEL ECOSISTEMA.

Un ecosistema es capaz de autorregularse de la siguiente manera:

- Si sólo hubiera productores, los nutrientes escasearían, se convertirían en factores limitantes, y los productores se extinguirían.

- Los herbívoros evitan este problema, porque regulan el crecimiento de los productores.

- De este modo, cuantos más eslabones tenga un ecosistema, más se equilibra.

El ser humano rompe esta dinámica, imponiendo sus criterios.

2) LÍMITES DE TOLERANCIA Y FACTORES LIMITANTES.

Para cada uno de los factores ambientales que caracterizan el hábitat de una especie, ésta presenta un rango de tolerancia en el que puede vivir. Esta zona está definida por unos valores que establecen los límites de tolerancia a por encima o por debajo de los cuales el individuo muere, y una zona óptima, donde su crecimiento es máximo.

Los factores que limitan el crecimiento de una población o su distribución se denominan factores limitantes. Pueden ser:

- Externos: bióticos o abióticos (luz, humedad, temperatura, etc).

- Internos: aumento de la densidad de población.

En función del rango de tolerancia (amplio o estrecho) que una especie presenta para un factor ambiental, los organismos pueden ser:

a. Estenoicos: tienen rangos de tolerancia estrechos, admiten pocas variaciones en los valores de los factores ambientales. Por ejemplo, la abeja es una especie estenoterma.

b. Eurioicos: tienen rangos de tolerancia amplios. Por ejemplo, el salmón es una especie eurihalina.

Las curvas de tolerancia muestran el carácter estenoico o eurioico de un organismo para un determinado factor.

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3) DINÁMICA DE POBLACIONES.

Las dos fuerzas opuestas que actúan sobre el crecimiento de las poblaciones, son la natalidad y la inmigración por un lado, y la mortalidad y la emigración por el otro.

La dinámica de poblaciones estudia, mediante modelos numéricos, los cambios que se producen en el tamaño de las poblaciones con el paso del tiempo, en un entorno con factores limitantes.

El potencial biótico (r) de una población corresponde con la tasa máxima de crecimiento que ésta puede presentar en sus condiciones óptimas. Se calcula como la diferencia entre la tasa de natalidad y la de mortalidad.

- Para que una especie esté en equilibrio, la tasa de natalidad debe ser igual a la de mortalidad (potencial biótico r = TN – TM = 0).

- Si la tasa de natalidad supera a la de mortalidad TN – TM > 0, entonces r > 0, la población aumenta.

- Si la tasa de mortalidad supera a la de natalidad TN – TM < 0, entonces r < 0, la población disminuye.

En un estado ideal para una población, con recursos ilimitados, ésta tendría un crecimiento exponencial (Curva en J).

Sin embargo, las poblaciones suelen encontrarse con factores limitantes, por lo que lo más frecuente es que tengan un crecimiento sigmoidal (Curva en S): el número de individuos crece lentamente al principio hasta alcanzar un cierto valor, tras el cual la población crece rápidamente hasta que el número de individuos se estabiliza; en ese momento la tasa de crecimiento pasa a ser nula o a variar entre límites estrechos. Esto se debe a que el número de individuos en este punto es muy alto y por tanto también las relaciones de competencia por el espacio, alimentación, etc., disminuyendo las posibilidades de vida (aumento de tasa de mortalidad y generalmente disminución de tasa de natalidad).

La población límite (número máximo de individuos) que puede mantener un ecosistema se denomina capacidad de carga, y su valor no es constante ya que depende de múltiples factores ambientales, los cuales pueden variar con el tiempo. Por ejemplo, una disminución en

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el número de presas afecta negativamente a la población del depredador, en este caso la población límite que el ecosistema puede mantener disminuye.

En relación con el modo de crecimiento, se han dividido las estrategias reproductivas de las diferentes especies en dos grupos:

a. Estrategas de la R: son especies que producen gran cantidad de descendientes, pero al soportar tasas de mortalidad infantil muy elevadas, sus posibilidades de llegar a adultos son pequeñas (tiempo de vida corto). Son capaces de recuperarse rápidamente a partir de unos pocos individuos supervivientes. Además, de modo que el tamaño de la población presenta fuertes fluctuaciones en el tiempo (cuando las condiciones son favorables se reproducen rápidamente, y cuando son hostiles su número disminuye drásticamente). Son especies generalistas, con nichos ecológicos flexibles. Suele darse en los habitantes de biotopos variables, que se crean y destruyen con facilidad (una charca, por ejemplo), y están adaptadas a un rápido y exhaustivo aprovechamiento del medio. Es el ejemplo de muchos insectos que proliferan rápidamente cuando las condiciones son favorables (por ejemplo, mosquitos en condiciones de temperatura y humedad elevadas).

b. Estrategas de la K: tienen pocos descendientes, pero la mayoría de ellos llega a la edad adulta. Además, la duración de la vida es mayor que en las otras especies. El tamaño de la población se estabiliza alrededor de la capacidad de carga, y en caso de disminución drástica del número de individuos, las poblaciones se recuperan más lentamente, pudiendo encontrarse en riesgo de extinción. Son especies que habitan los biotopos que permanecen estables durante largo tiempo, siendo especies especialistas (con nichos ecológicos muy restringidos, limitados a un hábitat muy concreto). Este tipo de estrategia es la que suelen seguir los mamíferos, los cuales invierten tiempo y energía en el cuidado de sus hijos, durante períodos prolongados.

*Nicho ecológico: la función que desempeña una especie en un ecosistema. Tiene varias dimensiones, como pueden ser el espacio, los hábitos temporales, o los recursos alimentarios. Varias especies pueden compartir hábitat, pero no tener el mismo nicho ecológico viviendo en el mismo hábitat.

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4) RELACIONES INTERESPECÍFICAS.

Son las que se establecen entre individuos de distintas especies:

- Comensalismo: Cuando un organismo obtiene un beneficio de su asociación con otro sin causar ningún perjuicio a éste. Es el caso de las rémoras y los tiburones. Un caso de comensalismo es el Inquilinismo, en el que un organismo utiliza estructuras corporales de otro como refugio (por ejemplo, el cangrejo ermitaño).

- Mutualismo: Cuando se establece esta relación mutua, ambas especies se benefician. Muchos animales limpian de parásitos externos a otros, obteniendo así su alimento, por ejemplo los rinocerontes y las garcillas.

- Simbiosis: Las dos especies dependen la una de la otra hasta el punto de no poder crecer por separado, como ocurre con los hongos y las algas que viven en simbiosis formando líquenes.

- Depredación: En esta relación una especie (depredador) caza a otra (presa), de la que se alimenta. La relación depredador-presa logra un estado de equilibrio que permite la "convivencia" de ambas especies. En estos casos, es frecuente observar fluctuaciones cíclicas de ambas poblaciones, siendo una característica de estas fluctuaciones que los máximos y mínimos de la población del depredador no coinciden con los de la presa, sino que van algo retrasados con respecto a ella. Este equilibrio depredador-presa puede romperse si la población del depredador aumenta mucho, pues entonces puede llegar a extinguir a la población de la presa y consecuentemente también desaparece la población del depredador. Una fuerte disminución de la población del depredador también puede ser nociva para la presa, ya que ésta aumenta mucho su número, intensificándose la competencia intraespecífica, lo que lleva consigo la falta de alimento, disminución de fertilidad, facilidad del desarrollo de enfermedades, etc. La depredación, por tanto, va a regular el tamaño de las poblaciones e intervenir en la selección natural de las especies: los depredadores logran mantener las poblaciones de sus presas dentro de unos límites (disminuyendo la competencia intraespecífica), control que se ejerce eliminando a aquellos individuos menos aptos, lo que contribuye muy eficazmente a la selección natural de la especie presa.

- Parasitismo: el parásito vive a expensas de su hospedador, al que daña, aunque normalmente no llega a provocarle la muerte. Pueden ser facultativos (hongos, por ejemplo) o bien obligados (nematodos), y también pueden clasificarse en endoparásitos (viven en el interior del hospedador) o ectoparásitos (viven sobre ellos, en su superficie corporal)

- La Competencia se considera una relación negativa entre dos especies de la que ninguna obtiene beneficio, prevalecerá la que más ventajas presente en la obtención del recurso por el que compiten. El principio de exclusión competitiva expresa que si dos poblaciones compiten por un mismo recurso, que es necesario para la supervivencia de ambas especies, y éste aparece en cantidades limitadas, una de las poblaciones será eliminada y la población que sea

más eficiente en aprovechar el recurso sobrevivirá.

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5) SUCESIÓN DE LOS ECOSISTEMAS.

Se denomina sucesión ecológica al conjunto de cambios que un ecosistema experimenta a lo largo del tiempo, desde su origen hasta su madurez.

El estadio final de la sucesión ecológica, cuando el ecosistema llega a la madurez, se denomina comunidad climax. En ella se establece un equilibrio dinámico, en el que no aumenta la biomasa, pero puede verse alterado debido a cambios en las condiciones ambientales, entrada o desaparición de una especie, etc.

A lo largo de una sucesión:

- Aumenta la biodiversidad. - Se incrementan las relaciones interespecíficas. - El ecosistema se hace más estable. - Se reduce las estrategas de la R y aumentan las estrategas de la K. - Aumenta el nº de nichos ecológicos. - Disminuye la productividad, ya que el gasto respiratorio es mayor.

El proceso inverso a la sucesión ecológica es la regresión ecológica, por la que el ecosistema vuelve a un estado de inmadurez. Puede darse por diversas causas, tanto naturales como antrópicas (deforestación, incendios, etc)

Distinguimos dos tipos de sucesiones:

a. Sucesión Primaria: es la que se inicia en un área en la que antes no existían comunidades de organismos. Por ejemplo zonas de deltas que se están formando, zonas volcánicas, etc.

b. Sucesión Secundaria: es la que se desarrolla en una zona en la que ya habían existido anteriormente ciertas comunidades que, por un proceso regresivo debido a plagas, incendios, u otros factores, han perdido las principales especies.

En las fases iniciales de una sucesión, el biotopo es colonizado por especies oportunistas de crecimiento rápido. En sucesivas fases, estas especies serán sustituidas por otras que se reproducen más lentamente, pero que están más adaptadas.

Un ejemplo de sucesión ecológica es la que se produce durante la formación y evolución de un suelo: en un principio la comunidad está representada por especies muy resistentes a condiciones adversas (musgos y líquenes), y a medida que el espesor del suelo se hace mayor, los vegetales de menor porte van siendo desplazados por los de mayor porte.