UNIDAD 5 Bioecologia

1. EL MEDIO AMBIENTE Y RELACIÓN CON LOS SERES VIVOS.

El medio ambiente y relación con los seres vivos. Organización ecológica: población, comunidad,

ecosistema, biosfera. Límites y Factores: Temperatura luz, agua, tipo de suelo, presión del

aire, densidad poblacional, habitad y nicho ecológico.

Decálogo Ecológico

2. PROPIEDADES DEL AGUA, TIERRA, AIRE QUE APOYAN LA VIDA Y SU CUIDADO.

El agua y sus propiedades. Características de la tierra. Estructura y propiedades del aire.

Cuidados de la naturaleza.

EL ecosistema es una unidad de funcionamiento de la Naturaleza formada por las condiciones ambientales de un lugar, la comunidad que lo habita y las relaciones que se establecen entre ellos.

Ernst Haeckel,

EL MEDIO AMBIENTE Y RELACION CON LOS SERES VIVOS

Los seres vivos no viven aislados: comparten con otros seres vivos el lugar en el que viven.

Es por ello que se debe conocer algo mas de quienes nos rodean y donde están

¿QUÉ ES LA ECOLOGÍA?

Viene de dos voces griegas:Oikos : casaLogos : tratado o estudio Se puede definir la ecología como la rama de la biología que estudia los seres vivos en su medio ambiente.

Un ecosistema

Cuando se considera al conjunto de seres vivos que habitan en un lugar concreto en relación con las condiciones ambientales de ese lugar, al conjunto se le denomina ecosistema.

Un ecosistema es una unidad de funcionamiento de la Naturaleza formada por las condiciones ambientales de un lugar (el llamado biotopo), la comunidad que lo habita y las relaciones que se establecen entre ellos.

Se puede decir, también, que la Ecología es la rama de la Biología que estudia los ecosistemas.

científico alemán del siglo XIX, que fue quien inventó el término Ecología, la definió como la ciencia que se ocupa del estudio de los seres vivos, tal y como se encuentran en las condiciones naturales en los lugares donde habitan.

El Medio Ambiente

Es el conjunto de todos los factores y circunstancias que existen en el lugar donde habita un ser vivo y con los que se halla en continua relación.

Existen tres tipos de medios ambientales: terrestre, aéreo y acuático.

El

Habitad

Es conjunto de lugares geográficos que poseen las condiciones ambientales adecuadas para que una especie de ser vivo habite en ellos.

Factores abióticos

Son las características físicas y químicas del medio ambiente. Son diferentes de unos medios ambientes a otros y pueden variar a lo largo del tiempo. Influyen en los seres vivos, que, para sobrevivir mejor, adquieren adaptaciones a ellos. Son ejemplos de factores abióticos la temperatura, la humedad, la cantidad de luz, la salinidad, la composición del suelo, la abundancia de oxígeno, etc.

LOS FACTORES ABIÓTICOS

Los factores abióticos son las características físicas y químicas del medio ambiente. Son dife- rentes de unos medios ambientes a otros y pueden variar a lo largo del tiempo. Influyen en los seres vivos, que, para sobrevivir mejor, adquieren adaptaciones a ellos. Son ejemplos de factores abióticos la temperatura, la humedad, la cantidad de luz, la salinidad, la composición del suelo, la abundan- cia de oxígeno, etc.

FACTORES ABIÓTICOS DEL MEDIO TERRESTRE

Los principales son la temperatura, la humedad y la luz, que son los que condicionan la mayor parte de los ecosistemas terrestres.

Adaptaciones de los animales a la temperatura

La mayor parte de los animales son ectotermos, tienen una temperatura corporal acorde con la de su medio ambiente. Si la temperatura del medio es muy baja,se detiene su actividad vital. Cuando la temperatura del medio aumenta, aumenta también su actividad. Muchos adoptan conductas de calentamiento rápido (como ponerse al sol por las mañanas, o tener colores oscuros).

Otra estrategia es la de los animales endotermos (Aves y Mamíferos), que son capaces de mantener una temperatura interna constante frente a las variaciones de la temperatura exterior. Como el medio ambiente suele estar más frío que sus cuerpos, deben proceder a un continuo aporte de calor, por lo que necesitan gran cantidad de alimento. Son también muy útiles las adaptaciones para evitar la pérdida de calor, como los pelos o las plumas y las capas de grasa subcutánea.

También presentan adaptaciones contra las altas temperaturas, como la sudoración.

Cuando la temperatura desciende mucho, algunos animales se adaptan pasando a una fase de quietud que recibe el nombre de hibernación. Muchos animales ectodermos (anfibios, reptiles) hiber- nan, así como algunos endodermos (lirones, marmotas, erizos, hámste- res).

Cómo sobreviven las plantas al frío

Las plantas adaptadas a climas fríos suelen crecer cerca del suelo para evitar el viento y soportar las temperaturas extremas. La forma baja y de almohadilla es típica de líquenes, musgos y algunos arbustos.

Muchas otras plantas, como los lirios, cebollas o patatas, sobreviven a los inviernos dejan enterradas partes de sus cuerpos en forma de raíces, bulbos o tubérculos que acumulan reservas de alimento.

Factores abióticos Terrestres

a) Temperatura.- La temperatura varía en función de la hora del día, de la estación, de la latitud y de la altitud. Así, en invierno suele hacer más frío que en verano, en los Polos más frío que en el Ecuador y en la montaña más frío que en el valle.

b) Humedad.- La cantidad de vapor de agua presente en el aire. Se puede expresar de forma absoluta mediante la humedad absoluta, o de forma relativa mediante la humedad relativa o grado de humedad.

c) La humedad relativa es la relación porcentual entre la cantidad de vapor de agua real que contiene el aire y la que necesitaría contener para saturarse a idéntica temperatura.

d) Luz.- resulta imprescindible para los seres vivos puesto que directa o indirectamente suministra la energía necesaria para la vida.

Los Factores Abióticos Del Medio Acuático

Los principales son la salinidad, la luz y la cantidad de oxígeno disuelto.

a) Salinidad.- Es la cantidad de sales disueltas en el medio; es importante, ya que condiciona el in- tercambio hídrico de los organismos con su medio externo.

b) Luz.- como en el medio terrestre, es indispensable directa o indirectamente de los ecosistemas acuáticos. El agua actúa como un filtro absorbiendo las radiaciones luminosas de forma desigual

c) Los animales acuáticos respiran el oxígeno disuelto en el agua. Este oxígeno puede proceder del producido por las algas, pero en su mayoría proviene del aire por disolución a través de la superficie.

Los Seres Vivos En El Ecosistema

Población.- Al conjunto de organismos de la misma especie que comparten un espacio determinado.

Comunidad o biocenosis.- Al conjunto de poblaciones de distintas especies que comparten un espacio determinado.

Especie.- Se considera que dos organismos pertenecen a la misma especie cuando comparten rasgos comunes y son capaces de reproducirse entre sí produciendo descendencia fértil.

Las Relaciones Entre Los Individuos De Una Población

Un factor ambiental biótico es toda relación entre los organismos que conviven en un ecosistema. Se les puede clasificar en intraespecíficas, si se establecen entre miembros de una misma población (una misma especie), e interespecíficas, si se establecen entre organismos de especies distintas.

La competencia intraespecífica.

Competencia.- Es una relación entre individuos encaminada a la obtención de un mismo recurso. El efecto de la competencia se traduce siempre por un efecto negativo sobre la fecundidad y la supervivencia. Así, por ejemplo, las liebres de una zona superpoblada, que compiten por comer hierba.

Las asociaciones intraespecíficas.

Son relaciones encaminadas a la mejor obtención de un objetivo común, generalmente, el cuidado de la prole, la defensa o el reparto del trabajo. Hay diferentes tipos:

Familiar. Formada en general por individuos emparentados entre sí, generalmente los progenitores y sus crías. Facilita la procreación y el cuidado de las crías, aunque también sirve para la defensa común o incluso la cooperación en la obtención de alimento (caza). Hay muchos tipos:

Macho, hembra y crías, como en el caso de las cigüeñas. Hembra y crías, como en el caso de los ciervos. Macho, hembras y crías, como en el caso de los leones. Hembras (emparentadas) y crías, como en el caso de los Elefantes.

Gregaria. Formada por individuos no necesariamente emparentados que se reúnen para obtener un beneficio mutuo de diversa índole: búsqueda de alimento, defensa, migraciones, etc. Es el caso de las bandadas de aves o rebaños de mamíferos migratorios, los bancos de peces, etc.

Colonial. Formadas por individuos procedentes por gemación de un único progenitor y permanecen unidos toda la vida. Hay distintos tipos de individuos especializados en diferentes funciones. Es típica de los corales, gorgonias y de algunos pólipos flotantes como la carabela portuguesa.

Estatal. Formada por individuos descendientes de una única pareja reproductora (denominados generalmente rey y reina). Presentan diferenciación en distintos tipos de individuos (cas- tas) especializados en diferentes tipos de trabajo y general- mente estériles. Es típica de hormigas, abejas, termitas y algunas avispas.

Las Relaciones Entre Los Individuos De Una Biocenosis.

Depredación.-Consiste en una relación en la que un organismo, el depredador, se alimenta de otro organismo vivo, la presa. Esta definición excluye a los consumidores de materia orgánica muerta, sean resto o cadáveres, ya que en estos casos no se establece ninguna relación. Se puede hacer una distinción:

LOS SERES VIVOS EN EL ECOSISTEMA

Los individuos no viven aislados. Al menos en algún momento de su vida se relacionan con otros organismos de su misma o de diferente

especie.

definir lo que es una especie. Se conside- ra que

dos organismos pertenecen a la misma

especie cuando comparten rasgos comunes y son

capaces de reproducirse entre sí produciendo des-

cendencia fértil.

De la misma forma, definimos

comunidad o biocenosis al conjunto de

poblaciones de distintas especies que comparten un

espacio determinado.

Denominamos pobla- ción al conjunto de orga- nismos de la misma espe- cie

que

comparten un espacio determinado

Depredadores verdaderos: matan y consumen total o parcialmente a sus presas. Son lo que se entiende en lenguaje corriente por “depredadores” e incluye a lobos, leones, orcas, arañas, pero también a los roedores granívoros y a las plantas carnívoras.

Ramoneadores: consumen porciones de su presa que se restablecen con el tiempo. No suelen causar la muerte de su presa. Pertenecen a este grupo la mayor parte de los herbívoros, los pulgones que se alimentan de fluidos vegetales, las mariposas, etc.

Estrategias del depredador frente a su presa

La mayoría de los depredadores verdaderos se valen de su habilidad, fuerza o astucia para atrapar a sus presas. En ocasiones forman grupos para la caza (leones, lobos, hormigas, etc.) con lo que consiguen vencer a presas de mayor tamaño y asegurar el éxito de la caza, así como una mejor defensa contra los carroñeros que podrían arrebatársela.

Hay que señalar que, aunque la depredación es evidentemente perjudicial para la presa, se considera beneficiosa para la población a la que pertenece, porque los depredadores suelen cazar a los individuos viejos o enfermos.

Estrategias de la presa frente al depredador

Esencialmente lo consiguen mediante tres mecanismos:

Huir: para lo que adoptan formas o miembros que les permiten un rápido desplazamiento.

Defenderse: mediante la adquisición de revestimientos protectores (tortugas, cangrejos, almejas) u órganos defensivos (cuernos en los toros o ñus, espinas en los erizos, estructuras tóxicas o venenosas en ortigas, medusas o ciertas ranas tropicales, etc.).

Esconderse: fenómeno llamado mimetismo y del que existen varios tipos:

Mimetismo críptico: Por el cual el ser vivo adopta un aspecto que les permite pasar desaper- cibidos respecto al entorno (insectos palo, lenguados o pulpos que adoptan la coloración del fondo, camaleones que cambian de color, etc.

Mimetismo aposemático: En el que las presas adoptan aspectos que los hacen parecerse a otras especies más peligrosas (mariposas u orugas que tienen dibujados “ojos” que asustan a sus depredadores, anfibios o insectos que imitan la forma de otras especies peligrosas o ve- nenosas).

Parasitismo

El parasitismo es un tipo de simbiosis sensu lato, una estrecha relación en la cual uno de los participantes, (el parásito) depende del otro (el hospedero u hospedador) y obtiene algún beneficio, lo cual no necesariamente implica daño para el hospedero. El parasitismo puede ser considerado un caso particular de depredación. Los parásitos que viven dentro del huésped u organismo hospedador se llaman endoparásitos y aquéllos que viven fuera, reciben el nombre de ectoparásitos. Un parásito que mata al organismo donde se hospeda es llamado parasitoide. Algunos parásitos son parásitos sociales, obteniendo ventaja de interacciones con miembros de una especie social, como son los áfidos, las hormigas o las termitas.

Mutualismo

Es una relación en la que dos especies se asocian con beneficio mutuo. La

intensidad de la asociación es muy variable. Existen mutualismos en los que el grado de cooperación es tan grande que las especies ya no pueden vivir separadas: se habla entonces de simbiosis.

El pez payaso y la anémona conviven: el pez es inmune a las células urticantes de la anémona y consigue protección frente a sus depredadores; la anémona en principio es indiferente, pero probablemente se vea beneficiada porque otras posibles presas pueden acercarse a ella como el pez payaso.

Las abejas y las flores se benefician mutuamente: las abejas consiguen alimento con el néctar y parte del polen de la flor, a cambio actúan como transportistas de polen entre flores.

Inquilinismo y comensalismo

Son relaciones muy similares entre sí en las que una especie se beneficia y la otra resulta indiferente. Se suele hablar de comensalismo si la relación es alimenticia y de inquilinismo si la relación está en relación con el hábitat.

La relación del buitre con los grandes carnívoros es un comensalismo: los buitres aprovechan los restos de las presas de los predadores una vez que éstos se han marchado.

Los tiburones suelen nadar rodeados por un cortejo de peces que se aprovechan de los restos de su comida (comensales); algunos, incluso, (rémoras) se adhieren al cuerpo del tiburón y se dejan transportar: éste sería un caso de inquilinismo.

Ecosistema

Un ecosistema es un sistema natural que está formado por un conjunto de organismos vivos (biocenosis) y el medio físico donde se relacionan (biotopo). Un ecosistema es una unidad compuesta de organismos interdependientes que comparten el mismo hábitat. Los ecosistemas suelen formar una serie de cadenas que muestran la interdependencia de los organismos dentro del sistema.1 También se puede definir así: «Un ecosistema consiste de la comunidad biológica de un lugar y de los factores físicos y químicos que constituyen el ambiente abiótico.

El ecosistema es el conjunto de especies de un área determinada que interactúan entre ellas y con su ambiente abiótico; mediante procesos como la depredación, el parasitismo, la competencia y la simbiosis, y con su ambiente al desintegrarse y volver a ser parte del ciclo de energía y de nutrientes. Las especies del ecosistema, incluyendo bacterias, hongos, plantas y animales dependen unas de otras. Las relaciones entre las especies y su medio, resultan en el flujo de materia y energía del ecosistema.

Pirámides tróficas

La pirámide trófica es una forma especialmente abstracta de describir la circulación de energía en la biocenosis y la composición de ésta. Se basa en la representación desigual de los distintos niveles tróficos en la comunidad biológica, porque siempre es más la energía movilizada y la biomasa producida por unidad de tiempo, cuanto más bajo es el nivel trófico.

Pirámide de energía en una comunidad acuática. En ocre, producción neta de cada nivel; en azul, respiración; la suma, a la izquierda, es la energía asimilada.

Pirámide de energía: En teoría, nada limita la cantidad de niveles tróficos que puede sostener una cadena alimentaria sin embargo, hay un problema. Solo una parte de la energía almacenada en un nivel trófico pasa al siguiente nivel. Esto se debe a que los organismo usan gran parte de la energía que consumen para llevar a cabo sus procesos vitales, como respiración, movimiento y reproducción. El resto de la energía se libera al medio ambiente en forma de calor: Solo un 10% de la energía disponible dentro de un nivel trófico se transfiere a los organismos del siguiente nivel trófico. Por ejemplo un décimo de la energía solar captada por la hierba termina almacenada en los tejidos de

las vacas y otros animales que pastan. Y solo un décimo de esa energía, es decir, 10% del 10%, o 1% en total, se transfiere a las personas que comen carne de vaca.

Pirámide de biomasa: la cantidad total de tejido vivo dentro de un nivel trófico se denomina biomasa. La biomasa suele expresarse en término de gramos de materia orgánica por área unitaria. Una pirámide de biomasa representa la cantidad de alimento potencial disponible para cada nivel trófico en un ecosistema.

Pirámides de números: las pirámides ecológicas también pueden basarse en la cantidad de organismos individuales de cada nivel trófico. En algunos ecosistemas, como es el caso de la pradera, la forma de la pirámide de números es igual a las pirámides de energía y biomasa. Sin embargo, no siempre es así. Por ejemplo, en casi todos los bosques hay menos productores que consumidores. Un árbol tiene una gran cantidad de energía y biomasa, pero es un solo organismo. Muchos insectos viven en el árbol, pero tienen menos energía y biomasa.

También se suele manifestar este fenómeno indirectamente cuando se censan o recuentan los individuos de cada nivel, pero aquí las excepciones son más frecuentes y tienen que ver con las grandes diferencias de tamaño entre los organismos y con los distintos tiempos de generación, dando lugar a pirámides invertidas. Así en algunos ecosistemas los miembros de un nivel trófico pueden ser mucho más voluminosos y/o de ciclo vital más largo que los que dependen de ellos. Es el caso que observamos por ejemplo en muchas selvas ecuatoriales donde los productores primarios son grandes árboles y los principales fitófagos son hormigas. En un caso así el número más pequeño lo presenta el nivel trófico más bajo. También se invierte la pirámide de efectivos cuando las biomasas de los miembros consecutivos son semejantes, pero el tiempo de generación es mucho más breve en el nivel trófico inferior; un caso así puede darse en ecosistemas acuáticos donde los productores primarios son cianobacterias o nano protistas.

Relación entre la energía y los niveles tróficos

En esta sucesión de etapas en las que un organismo se alimenta y es devorado, la energía fluye desde un nivel trófico a otro. Las plantas verdes u otros organismos que realizan la fotosíntesis utilizan la energía solar para elaborar hidratos de carbono para sus propias necesidades. La mayor parte de esta energía química se procesa en el metabolismo y se pierde en forma de calor en la respiración. Las plantas convierten la energía restante en biomasa, sobre el suelo como tejido leñoso y herbáceo y bajo éste como raíces. Por último, este material, que es energía almacenada, se transfiere al segundo nivel trófico que comprende los herbívoros que pastan, los descomponedores y los que se alimentan de detritos.

Si bien, la mayor parte de la energía asimilada en el segundo nivel trófico se pierde de nuevo en forma de calor en la respiración, una porción se convierte en biomasa. En cada nivel trófico los organismos convierten menos energía en biomasa que la que reciben. Por lo tanto, cuantos más pasos se produzcan

entre el productor y el consumidor final, la energía que queda disponible es menor.

Rara vez existen más de cuatro eslabones, o cinco niveles, en una red trófica. Con el tiempo, toda la energía que fluye a través de los niveles tróficos se pierde en forma de calor. El proceso por medio del cual la energía pierde su capacidad de generar trabajo útil se denomina la entropía.

Las plantas obtienen la energía directamente del Sol por medio de la fotosíntesis. Los animales obtienen la energía a partir del alimento que ingieren, sea vegetal o animal. Mediante la respiración, tanto las plantas como los animales aprovechan la energía, pero disipan parte de ella en forma de calor, que pasa al medio externo. Por tanto, el flujo de energía que atraviesa un ecosistema es unidireccional.

Bioma

Un bioma también llamado paisaje bioclimático o áreas bióticas es una determinada parte del planeta que comparte el clima, flora y fauna. Un bioma es el conjunto de ecosistemas característicos de una zona biogeográfica que está definido a partir de su vegetación y de las especies animales que predominan. Es la expresión de las condiciones ecológicas del lugar en el plano regional o continental: el clima y el suelo determinarán las condiciones ecológicas a las que responderán las comunidades de plantas y animales del bioma en cuestión

Ecosistema

Un ecosistema es un sistema natural que está formado por un conjunto de organismos vivos (biocenosis) y el medio físico donde se relacionan (biotopo). Un ecosistema es una unidad compuesta de organismos interdependientes que comparten el mismo hábitat.

Comunidad o BiocenosisQue corresponde al conjunto de poblaciones animales y vegetales que se relacionan entre sí en un lugar determinado

En toda biocenosis existe una estructura y una dinamica:

Estructura de una comunidad biologica.Dinamica de una comunidad biologica.Interacciones entre las poblaciones de la biocenosis.

Estructura de una comunidad biologica.

Esta detarminada por la clases numero y distribucion de los individuos que forman las poblaciones.En la estructura de una comunidad biologica se distinguen tres aspectos fundamentales composicion estratificacion y limites.

Habitat: es un lugar que ocupa la especie dentro del espacio fisico de la comunidad.Nicho Ecologico: corresponde al papel u ocupacion que desempeña la especie dentro de la comunidad.Indicador ecologico: es aquella que presenta estrechos limites de tolerancia a un determinado factor fisico.

Estratificacion de la Biocenosis: las comunidades se pueden encontrar en estratos o capas horizontales o bien verticales.Limites de la Biocenosis: en ocasiones es dificil establecer con claridad los limites de una comunidad. Esto resulta sencillo hacerlo en comunidades que ocupan biotopos muy concretos y delimitados, como ocurre en una pequeña charca o bien en una isla cuando se trata de individualizar biocenosis establecidas en biotopos como el oceano resulta dificil delimitarlas pues unas con otras se interfieren.

Abundancia: es el numero de individuos que presenta una comunidad por unidad de superficie o de volumen(densidad de la poblacion).Diversidad: se refiere a la variedad de especies que constituyen una comunidad.Dominancia: se refiere a la especie que sobresale en una comunidad.

Composicion de las Comunidades: dentro de esta se debe tomar en cuenta las siguientes caracteristicas:

Flujo de Energia

Cadena Alimentaria Terrestre Cadena Alimenticia Acuatica Cadena Alimenticia Aerea

Es el proceso de circulacion de energia de un nivel trofico a otro atraves de la cadena alimenticia

es unidireccional es decir se produce en un solo sentido.

Estrategias de la presa frente al depredador

Huir,defenderse,esconderse.

Depredadores verdaderos: matan y consumen total o parcialmente a sus presas.

Ramoneadores: consumen porciones de su presa que se restablecen con el tiempo.

LAS RELACIONES ENTRE LOS INDIVIDUOS DE UNA

BIOCENOSIS

Son relaciones establecidas entre organismos de distintas

especies, por lo que se denominan tam- bién

relaciones interespecíficas. Hay diversos tipos

Estrategias del depredador frente a su presaLa mayoría de los

depredadores verdaderos se valen de su habilidad, fuerza o

astucia para atrapar a sus presas.

a) Depredación

Consiste en una relación en la que un organismo, el depreda-

dor, se alimenta de otro organismo vivo, la presa

b) ParasitismoRelación considerada por muchos biólogos como una forma particular de de- predación (una especie de ramoneo) en la que una especie (el parásito) vive a costa de otra (el huésped) provocándole un perjuicio.

Parásitos externos o ectoparásitos

El parásito vive en el exterior del huésped, alimentándose de sus fluidos o de sus tejidos. Existe una gran variedad de parásitos aunque los más conocidos son: parásitos animales sobre animales (mosquitos, piojos, garrapatas, pulgas, chin- ches, ácaros),

Parásitos internos o endoparásitos

Los endoparásitos viven en el interior de sus huéspedes quienes no solamente les proporcionan alimento sino también un entorno estable. Son ejemplos de endoparásitos las tenias, los gusanos intestinales, las filarias, la triquina

Microparásitos

Muchos microorganismos como virus, bacterias, hongos y protozoos son pará- sitos. Aunque en teoría se les podría clasificar en alguno de los dos grupos anterio- res (el hongo Candida albicans, por ejemplo, que provoca la candidiasis, vive sobre las mucosas humanas o la bacteria Treponema pallidum, que causa la sífilis, vive en el interior del cuerpo humano)

Del cerdo a la persona

Si nos dijeran que un parásito de dos, tres o más metros de longitud puede cobijarse en el interior de nuestro intestino sin que nos demos cuenta, probablemente no lo creería- mos. Y, sin embargo, así ocurre

Se calcula que unos cuarenta millones de personas en el mundo albergan la tenia o solitaria, un parásito que provoca trastornos digestivos y nerviosos de cierta gravedad.