Tema 9 La estructura de los ecosistemas
1. Introducción 2. Los ecosistemas 3. Componentes de los ecosistemas 3.1. Factores abióticos 3.2. Factores bióticos 4. Hábitat, nicho ecológico y factor limitante 5. Adaptaciones de los seres vivos al medio 5.1. Adaptaciones a la escasez de agua 5.2. Adaptaciones a los cambios de temperatura 5.3. Adaptaciones a la luz 5.4. Adaptaciones a la falta de oxígeno 5.5. Adaptaciones a la salinidad 5.6. Adaptaciones a la falta de alimento
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1. Introducción Nuestro planeta posee unas condiciones muy cambiantes, con grandes diferencias de temperatura, luminosidad o calidad del suelo. Estos cambios hacen que las diferentes especies tengan que adaptarse para garantizar su supervivencia, desarrollando toda una serie de cambios morfológicos y de comportamiento. Junto con los cambios que se producen por las condiciones del medio físico, también hay que considerar las relaciones entre los diferentes seres vivos que viven en un terreno concreto, pudiendo ser entre organismos de la misma especie o entre organismos de especies distintas, y llegan a ser tan complejas que en algunos casos no pueden vivir por separado. A lo largo de la presente unidad, estudiaremos los ecosistemas y sus componentes, así como los conceptos de hábitat y nicho ecológico, para poder entender las adaptaciones de los seres vivos y comprender las interacciones que se dan entre ellos.
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2. Los ecosistemas Los seres vivos no viven aislados, establecen relaciones tanto con otros seres vivos como con el medio que les rodea. Para entender dichas relaciones, es necesario definir los siguientes términos: ➯ Ecosistema: Es el conjunto formado por un medio físico (biotopo), los seres vivos que viven en él (biocenosis) y las relaciones que se establecen entre todos sus componentes. ➺ Biocenosis: Es el conjunto de poblaciones que comparten un territorio y establecen relaciones entre sí (es la parte viva del ecosistema). ➺ Biotopo: Es el territorio ocupado por la biocenosis y tendrá unas características físicas y climáticas propias (es el medio físico que ocupan los seres vivos).
Ecosistema
=
Biotopo
+
Biocenosis
La ecología es la ciencia que estudia los ecosistemas y, por ello, las relaciones que se establecen entre los organismos y el medio en el que habitan.
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Los ecosistemas no son homogéneos y tampoco están aislados unos de otros, por lo que se establecen interacciones entre ellos. El ecotono es la zona de transición entre dos comunidades ecológicas (biocenosis) distintas. La separación entre ellas puede estar muy definida, como un acantilado, o tener una zona de transición, permitiendo que exista en ella una flora y una fauna de ambos ecosistemas, dando lugar a una gran biodiversidad.
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3. Componentes de los ecosistemas Para estudiar los diferentes ecosistemas, es necesario conocer las partes que lo forman y sus características propias. Los factores ambientales son todos los aspectos que afectarán a los seres vivos, condicionando su modo de vida, y pueden ser de dos tipos: 3.1.- Factores abióticos: Son todos los factores ambientales que determinan las características físicas y químicas del ecosistema, es decir, en el biotopo. Influye en los seres vivos que lo habitan y los factores serán diferentes en los ecosistemas acuáticos y terrestres. Los principales son:
Acuático
Luz
A 100 m de profundidad ya casi no llega luz, por lo que los organismos fotosintéticos tienen que estar en zonas superficiales
Salinidad
Según la concentración de sales presentes en el agua, se forman aguas dulces o saladas
Presión
Aumenta mucho a medida que aumenta la profundidad
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Terrestre
Luz
Imprescindible para que las plantas puedan realizar la fotosíntesis y también afecta a la actividad de los animales
Salinidad
Tiene que ver con la concentración de sales minerales presentes en el suelo, determinando el desarrollo de las plantas
Temperatura
Factor clave en los ecosistemas terrestres. Con temperaturas bajas se produce congelación y con altos valores no puede existir la vida
Agua
Factor imprescindible para que exista vida, determinando muchas características de los organismos según su disponibilidad
Oxígeno
La concentración de oxígeno en la atmósfera disminuye con la altitud
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Bosque tropical
Desierto
Sabana
Bosque mediterrรกneo
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Estepa
Bosque caducifolio
Taiga
Tundra
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3.2.- Factores bióticos: Son las relaciones que se establecen entre todos los organismos de un ecosistema. Existen dos tipos de relaciones: ➯ Relaciones intraespecíficas: Son las interacciones entre individuos de una misma especie, es decir, dentro de una población, ya que una población se define como el conjunto de organismos de una misma especie que habitan en un mismo lugar. Se pueden establecer relaciones de competencia dentro de una población por falta de alimento, por el territorio o durante las épocas de reproducción, pero normalmente las interacciones son beneficiosas. Las relaciones intraespecíficas más importantes son: ➺ Coloniales: Los individuos que la forman están unidos físicamente formando una colonia. Los descendientes se forman por reproducción asexual y se unen a sus progenitores. Los corales son un ejemplo.
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➺ Familiares: Se forman entre los progenitores y su descendencia para aumentar la supervivencia de las crías. La asociación puede ser temporal o permanente, existiendo muchas formas según la especie: Según los individuos que la forman
Según el número de progenitores
Parentales
Monógamas
Formadas por los progenitores y su descendencia
Formadas por una hembra y un macho
Matriarcales/ Patriarcales
Polígamas
Formadas por la madre/padre y su descendencia
Formadas por un macho y varias hembras
Filiales
Poliándricas
Formadas solo por la descendencia
Formadas por una hembra y varios machos
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➺ Gregarias: Es la unión de varias familias que viven juntas para conseguir un objetivo como protegerse frente a depredadores, buscar alimento o poder reproducirse. Las migraciones son el ejemplo más claro. ➺ Estatales: Los organismos proceden de una misma madre, pero poseen diferencias morfológicas para repartirse el trabajo. Las hormigas, las abejas o las termitas son ejemplos típicos de esta relación.
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➯ Relaciones interespecíficas: Son las interacciones que se establecen entre individuos de diferentes especies (los individuos de las diferentes poblaciones y las relaciones que establecen entre ellos formarán la biocenosis del ecosistema), pudiendo ser beneficiosas, perjudiciales o neutras: ➺ Mutualismo: Relación entre dos o más individuos para obtener un beneficio mutuo, pero la asociación no es permanente ni necesaria ya que los organismos pueden vivir sin ella. ➺ Simbiosis: Relación entre dos o más individuos para obtener un beneficio mutuo, pero la asociación es íntima y permanente ya que los integrantes dependen tanto de la asociación que no podrían vivir sin formarla. El ejemplo más característico son los líquenes, formados por un alga y un hongo, formando una especie nueva. ➺ Comensalismo: Relación en la que un organismo se beneficia (comensal) y el otro no resulta ni beneficiado ni perjudicado. Los animales carroñeros que se alimentan de los restos que dejan los carnívoros son un ejemplo.
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➺ Parasitismo: Relación entre una especie que se beneficia (parásito) y otra que sale perjudicada (hospedador), produciéndole un daño pero sin llegar a matarla, por lo que se establece un equilibrio ya que el parásito no podría vivir sin el hospedador. Si el parásito está fuera del cuerpo del hospedador, se denomina ectoparasitismo (como las pulgas o los piojos), si el parásito está en el interior del cuerpo se llama endoparasitismo (como la tenia). ➺ Depredación: Se establece cuando una especie (depredador) se alimenta de otra (presa), ocasionándole la muerte. ➺ Competencia: Relación entre dos especies que compiten por un mismo recurso, como el alimento o el territorio.
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4. Hábitat, nicho ecológico y factor limitante Para comprender las adaptaciones que sufren las especies, es necesario entender los siguientes términos: ➯ Hábitat: Es el lugar físico de un ecosistema donde vive una especie. ➯ Nicho ecológico: Es el papel que desempeña una especie en un ecosistema. ➯ Factor limitante: Los seres vivos necesitan toda una serie de recursos para poder vivir y cuando falta alguno de ellos será más difícil la supervivencia, pudiendo ocasionar la muerte del individuo. Un factor limitante es aquel que está más próximo a llegar a un valor a partir del cual un organismo no puede vivir adecuadamente, como la temperatura, el territorio, un determinado determinado alimento o el agua, pero existen muchos más, pudiendo ser abióticos o bióticos y diferentes en cada especie. Además, el valor del factor limitante puede ser tanto mínimo como máximo.
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5. Adaptaciones de los seres vivos al medio Los factores abióticos son muy diferentes en los ecosistemas de nuestro planeta, con grandes variaciones de temperatura, disponibilidad de agua o calidad del suelo, por lo que las especies deben adaptarse a un ecosistema concreto para superar los factores adversos. Estas adaptaciones específicas les permiten aumentar su supervivencia en un ambiente concreto, pero estarán limitadas a vivir solo en esos lugares. La adaptación se define como los cambios morfológicos, fisiológicos o de comportamiento que sufre un organismo a lo largo del tiempo, en un ambiente determinado y por selección natural, para aumentar su éxito reproductivo. En algunas ocasiones, las adaptaciones son tan específicas, que las especies solo pueden vivir en ecosistemas concretos, limitando su vida a pequeñas zonas, son los denominados endemismos o especies endémicas. Al vivir en zonas tan concretas, muchas especies endémicas están en peligro de extinción al ver alteradas las condiciones de su ecosistema. España es un país que cuenta con multitud de endemismos, el lince ibérico (Lynx pardinus) es el más conocido, pero existen muchos más: ⇒ Valencia hispanica ⇒ Fringilla polatzeki ⇒ Salix tarraconensis
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5.1.- Adaptaciones a la escasez de agua: El agua es imprescindible para la vida, por lo que las especies deben adaptarse para conseguirla, mucho más en aquellos ecosistemas donde escasea, como en los desiertos o zonas muy frías, también en aquellos lugares donde existen largos periodos de sequía. Las principales adaptaciones a la escasez de agua son: En plantas
En animales
Almacén de agua en tejidos especiales Semillas resistentes a la sequía Hojas con pocos estomas Hojas duras, coriáceas y de pequeño tamaño Plantas anuales
Estructuras resistentes a la desecación Superficie corporal aislada Productos de excreción con poca agua Producción de agua por reacciones metabólicas Hábitos nocturnos
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5.2.- Adaptaciones a los cambios de temperatura: La temperatura condiciona el estado fisiológico de los organismos e influyen tanto las altas temperaturas (ocasionan grandes pérdidas de agua) como las bajas (si la temperatura es inferior a 0 ºC el agua se congela, incluyendo la que poseen los organismos en su cuerpo), por lo que los organismos deberán adaptarse para sobrevivir en estas condiciones. En plantas
En animales Adaptaciones al frío
Desarrollo de órganos de resistencia Caída de las hojas en otoño Estrategias para aprovechar la luz solar
Aislamiento cutáneo (grasa y pelo) Hibernación en la época fría Agrupación de los organismos en grandes poblaciones
Adaptaciones al calor Elevada ramificación Hojas pequeñas o transformadas en espinas
Sudoración y jadeos Actividad nocturna y hábitos subterráneos
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5.3.- Adaptaciones a la luz: Factor limitante para los organismos fotosintéticos como las plantas y, sobre todo, las algas ya que en los ecosistemas acuáticos la luz es incapaz de pasar a zonas profundas, limitando su crecimiento a la denominada zona fótica, que es la zona que recibe la luz solar (los primeros 200 m como máximo). En los animales condiciona su comportamiento y sus hábitos de vida.
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5.4.- Adaptaciones a la falta de oxígeno: El oxígeno es necesario para que las células del cuerpo obtengan energía durante la respiración celular. La falta de oxígeno puede suponer un problema en los animales adaptados a vivir en zonas altas de montaña o en los animales acuáticos que tienen respiración pulmonar y no pueden obtener oxígeno del agua, por lo que han desarrollado mecanismos para aguantar más tiempo bajo el agua durante sus inmersiones. En general, las adaptaciones se centran en aumentar la capacidad pulmonar y la cantidad de glóbulos rojos, así como reducir la frecuencia cardíaca.
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5.5.- Adaptaciones a la salinidad: La concentración de sales minerales en el medio determina totalmente la vida de los organismos por un fenómeno llamado ósmosis, por el que, si la concentración de sales en el exterior es mayor que la del cuerpo, el agua tiene a salir, provocando la deshidratación del organismo, mientras que con bajas concentraciones el agua tiende a entrar. Esto hace que los organismos tengan que mantener un equilibrio osmótico con el exterior para evitar estos desajustes de agua que pueden darse. Este fenómeno es especialmente importante en los peces de agua dulce (como el agua tiende a entrar, no beben y producen abundante orina con pocas sales) y los peces de agua salada (para evitar la deshidratación producen una orina muy concentrada), aunque también afecta a plantas que viven en ambientes costeros.
Pez de agua dulce
Pez de agua salada
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5.6.- Adaptaciones a la falta de alimento: Todas las especies deben adaptarse a la escasez de alimento, la cual puede provocarse por múltiples razones como épocas de frío extremo, enfermedades de sus presas o alteraciones en el territorio. Esto hace que las diferentes especies hayan adoptado múltiples mecanismos como reducir su actividad metabólica, realizar migraciones o acumular sustancias de reserva.