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 más de quienes nos rodean y donde están ¿QUÉ ES LA ECOLOGÍA? VIENE DE DOS VOCES GRIEGAS: Se puede definir la Ecología como la rama de la Biología que estudia los seres vivos en su medio ambiente. 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.
EL MEDIO AMBIENTE 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 recibe el nombre de medio ambiente. Existen multitud de medios ambientes, pero de una forma simplificada podemos decir que hay dos grandes medios ambientes: el acuático y el terrestre o aéreo. Las condiciones ambientales surgen a veces de las relaciones con otros seres vivos. Son los llamados factores bióticos, como por ejemplo, la búsqueda de alimento o la de pareja. Otras veces, se deben a las características físicas y químicas del medio, como la luz, la temperatura o la salinidad. Estos son los de- nominados factores abióticos. Los problemas ambientales de la rana
Un día de junio, una hembra pone de 5.000 a 10.000 huevos que caen al fondo de la charca donde habita. Para estos huevos comienza la vida y, con ella, los problemas ambientales. En primer lugar, deberán tener la fortuna de no ser devorados por otros animales. Aquellos que superen esta etapa pasarán a convertirse en renacuajos al cabo de 15 días y, compitiendo con sus hermanos, buscarán alimentos: vegetales o animales, incluso en esta- do de putrefacción Los problemas van en aumento. Los límites de la Biosfera. A más de 7 km sobre el nivel del mar, la vida prácticamente no existe. Las plantas no sobreviven a más de 6.200 m de altura. El límite de la vida animal
se considera un poco más alto, en los 6.700 m. Allí es posible encontrar algunas arañas, ácaros y otros seres diminutos. ¿Y el límite inferior? Aunque el mar tiene una profundidad media de más 4.000 m y algunos abismos oceánicos sobrepasan los 11 km de profundidad, la vida vegetal rara vez sobrepasa los 100 metros. La vida animal, si bien muy escasa, llega a encontrarse hasta las máximas profundidades. EL HABITAD Se denomina hábitat el conjunto de lugares geográficos que poseen las condiciones ambientales adecuadas para que una especie de ser vivo habite en ellos. En una primera aproximación, el concepto es fácil de entender: son los lugares donde una especie vive naturalmente. Pero muchos ecólogos lo entienden como el conjunto de lugares que poseen las condiciones ambientales adecuadas para una especie, aunque la especie no viva realmente
LOS FACTORES ABIÓTICOS Los 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 de un ambiente determinan la distribución y la abundancia de los seres vivos, ya que éstos sólo pueden vivir dentro de ciertos límites. Cuando se sobrepasan
estos límites, los seres vivos dejan menos descendencia, mueren o tienen que emigrar a zonas donde las características ambientales son las apropiadas para ellos. Los factores que limitan la distribución de los seres vivos reciben el nombre de factores limitantes. LOS 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. a) Temperatura los 0ºC. Las oscilaciones son muchos menores en los ecosistemas acuáticos.
La humedad El aire contiene agua dispersa en forma de vapor, procedente de la evaporación y de la transpiración. A la cantidad de vapor de agua presente en un volumen de aire se le llama humedad absoluta y se mide en g/m3. Pero para los seres vivos lo importante no es la humedad que contiene el aire sino la relación
entre la humedad real y la máxima posible (que es variable para cada temperatura). A esa relación se la denomina humedad relativa y se expresa en tantos por ciento. Así por ejemplo, un aire a 10ºC que contenga 9,4 g/m3 de vapor de agua está saturado (Hr=100%), mientras que un aire a 40ºC que con- tenga 15,3 g/m3 de vapor de agua está muy seco (Hr=30%) y puede seguir absorbiendo vapor de agua. Cómo se adaptan los seres vivos a la sequía Muchos animales de climas secos adaptan hábitos nocturnos para reducir las pérdidas de agua. En otros casos adoptan estrategias de reducción de pérdida de agua por evaporación: recuperación de la humedad del aire espirado en las fosas nasales (camellos), jorobas de grasa para aislamiento térmico (camellos), capacidad de almacenamiento de agua (camellos), cuerpos con poca superficie superior o colores claros para evitar el calentamiento, órganos (rabos, por ejemplo) que actúan como sombrilla, etc. La luz La luz resulta imprescindible para los seres vivos puesto que directa o indirectamente suministra la energía necesaria para la vida. Periodicidad diaria. Es debida a la alternancia entre el
día y la noche. En las plantas regula la fotosíntesis y, en muchas de ellas, también la apertura y cierre de las flores y el pliegue de las hojas. Muchos animales sólo son activos durante el día; otros, como búhos, ratones y murciélagos, sólo de noche.
Hace que la duración del día (también llamada fotoperiodo) sea distinta en diferentes estaciones. Adías cortos corresponden noches largas y viceversa. Esto produce cambios evidentes en los seres vivos: periodos de fertilidad y apareamiento, fechas de migraciones, cambios de color en animales; caída o brote de hojas, aparición de flores y frutos en vegetales. Intensidad de la luz Muchos animales como las cucarachas y los pececillos de plata prefieren vivir en la oscuridad y corren a ocultarse cuando se enciende la luz. También hay plantas, plantas de sombra, que mueren si se sobrepasa una determinada intensidad luminosa, mientras que otras no pueden desarrollarse si no les da el sol.
¿Por qué migran algunos animales? Las migraciones son desplazamientos que realizan algunos animales en determinadas épocas del año. Van en busca de zonas que les proporcionen determinadas condiciones ambientales (más horas de luz, mayor abundancia de alimento o de agua) para poder alimentar- se o reproducirse mejor. En su viaje se orientan por la forma de las costas, las cordilleras, los ríos, la posición del Sol o los polos magnéticos. Las migraciones son más comunes entre las aves (golondrinas, estorninos, cigüeñas) porque mediante el vuelo pueden cubrir grandes distancias, pero también hay migradores terrestres (ñus, cebras) o acuáticos (salmones, anguilas).
LOS FACTORES ABIÓTICOS DEL MEDIO ACUÁTICO Los principales son la salinidad, la luz y la cantidad de oxígeno disuelto. La salinidad es la cantidad de sales disueltas en el medio; es importante, ya que condiciona el intercambio hídrico de los organismos con su medio externo. Las aguas dulces, aún presentando una amplia gama de salinidades, suelen tener concentraciones menores que los medios internos de los organismos, por lo que éstos ganan continuamente agua por ósmosis. Esta agua debe ser eliminada por sus aparatos excretores. 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. Cuanto mayor es la agitación de las aguas, tanto más oxígeno se disuelve. Así, las aguas de mares agitados o de torrentes contienen mayor cantidad de oxígeno que las de lagos tranquilos o las de partes pro- fundas de los océanos. La temperatura del agua, también influye en la cantidad de oxígeno disuelto: cuanto más fría está el agua, mejor se disuelve el oxígeno. 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. Denominamos población al conjunto de organismos de la misma especieque comparten un espacio determinado. De la misma forma, definimos comunidad o biocenosis al conjunto de poblaciones de distintas especies que comparten un espacio determinado. Para terminar, sólo queda definir lo que es una 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 intra específi cas, si se establecen entre miembros de una misma población (una misma especie), e
interespecíficas, si se establecen entre organismos de especies distintas. La competencia intra específicas Durante su vida, todo organismo comparte recursos y biotopo con otros organismos de su especie. Se denomina recurso a todo lo que un organismo toma de su medio ambiente y cuya cantidad puede variar con el consumo. Son recursos el agua, las sales, el oxígeno, las presas, las parejas sexuales, etc. La 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, estarán débiles por falta de alimento, lo que les dificultará la huída frente a los depredadores (supervivencia) y les dificultará sacar adelante una camada numerosa (supervivencia). Otros ejemplos de competencia intraespecíficas son la lucha de las plantas jóvenes por crecer más que sus vecinas y alcanzar mejor los rayos del sol, la lucha de los cerditos hermanos de una misma camada por alcanzar los pezones de su madre para mamar, la lucha de los machos (ciervos, cabras) por las hembras, etc.
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.
LA DINÁMICA DE LAS POBLACIONES El crecimiento de una población depende directamente de la natalidad, que incrementa el tamaño de la población y de la mortalidad, que disminuye el número de individuos. La tasa de natalidad (b) es la medida del número de nacimientos que se producen en una población en un periodo de tiempo. Se expresa en tanto por ciento de la población inicial. La tasa de mortalidad (m) es la medida del número de fallecimientos que se producen en una población en un periodo de tiempo. Se expresa en tanto por ciento de la población inicial. El potencial biótico es la tasa máxima de crecimiento de una población cuando no existen límites a su crecimiento; es una característica de cada especie
Estrategias de crecimiento Las especies adaptadas a vivir en ambientes inestables, con amplias fluctuaciones, deben estar capacitadas para reproducirse rápidamente y dejar muchos descendientes en previsión de una mortalidad elevada. Son especies que basan su estrategia en producir gran número de descendientes, muchos de los cuales no van a sobrevivir. Presentan una elevada tasa de crecimiento, por lo que se les llama estrategas de la r. Muchos insectos, como las moscas y los mosquitos, las plantas que colonizan terrenos después de los incendios o los virus y las bacterias patógenos pertenecen a esta categoría. Por el contrario, a las especies bien adaptadas a medios estables no les conviene producir muchos descendientes, ya que podrían agotar los recursos. Su estrategia consiste en producir un número limitado de descendientes suficientes para alcanzar la capacidad de sostenimiento del medio (K), y asegurar su supervivencia mediante una adaptación adecuada al medio y, muchas veces, intensos cuidados parentales a las crías. Son los denominados estrategas de la K. LAS RELACIONES ENTRE LOS INDIVIDUOS DE UNA BIOCENOSIS Son relaciones establecidas entre organismos de distintas especies, por lo que se denominan también relaciones interespecíficas. Hay diversos tipos.
a) 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: O 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 legionarias), 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. b) Parasitismo Relación considerada por muchos biólogos como una forma particular de depredación (una especie de ramoneo) en la que una especie (el parásito) vive a costa de otra (el huésped) provocándole un perjuicio. El parasitismo raramente causa la muerte del huésped, al menos durante un largo tiempo. - 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, chinches, ácaros), hongos sobre animales (micosis: pie de atleta), animales sobre plan- tas (pulgones), vegetales sobre vegetales (muérdago, cuscuta). En muchas ocasiones las perforaciones de la epidermis del huésped hecha por el parásito para alimentarse causa la propagación de
enfermedades (malaria por la picadura del mosquito, enfermedad de Lyme por las garrapatas, sarna por algunos ácaros, mal de Chagas por chinches). - Parásitos internos o endoparásitos Los endoparásitos viven en el interior de sus huéspedes quienes no solamente les proporcionan alimento sino también un entorno estable. En estas condiciones de aislamiento, la reproducción de estos parásitos es relativamente compleja teniendo al menos una fase parasítica y otra libre y, muy frecuentemente, un huésped secundario. Son ejemplos de endoparásitos las tenias, los gusanos intestinales, las filarias, la triquina, las duelas del hígado.
- Micro parásito Muchos microorganismos como virus, bacterias, hongos y protozoos son pará- sitos. Aunque en teoría se les podría clasificar en alguno de los dos grupos anteriores (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), las afecciones provocadas por estos microbios se suelen denominar enfermedades infecciosas. Los agentes causantes suelen estar libres en el ambiente en estado de vida latente y entran en el huésped a través de las aberturas corporales o en heridas en la epidermis, causando enfermedades que en ocasiones pueden ser mortales.
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 creeríamos. 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. Se la podría describir como una larga cinta hecha de numerosos anillos planos. En el extremo anterior presenta la cabeza o escólex, con ganchos y ventosas para adherirse a la pared intestinal y de donde se generan todos los anillos. Estos van creciendo y madurando a medida que se alejan de la cabeza, de forma que los del otro extremo están repletos de huevos maduros que saldrán del intestino junto con las heces del huésped. Estos huevos se fijan a los vegetales que se riegan con aguas contaminadas. Si estos vegetales son consumidos por animales como los cerdos, las larvas pasan a su carne. Si los humanos consumimos esa carne con larvas sin haberla cocido suficientemente, las larvas se liberan en el intestino provocando una nueva contaminación. Otros tipos de tenias se transmiten por la carne de vacuno o por el pescado. c) 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.
d) 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.
El tambalacoque es un árbol que crece en la isla Mauricio. En los años 70 quedaban muy pocos y se creía que se iba a extinguir. En 1977, Stanley Temple lanzó la hipótesis de que las semillas de este árbol necesitaban pasar por el tracto intestinal de los dodos para germinar. El dodo era un ave de gran tamaño que habitaba en la isla Mauricio y otras islas vecinas y que fue extinguido por los europeos. Basaba su hipótesis en que los pocos tambalacoques restantes tenían una edad de aproximadamente 300 años que es el tiempo que hace que se extinguió el dodo, y que nadie había sido capaz de plantar una semilla de tambalacoque que germinara con éxito e) Amensalismo Es una relación en la que una especie se perjudica y otra resulta indiferente. Son ejemplos de ella el caso de los hongos Penicillium que segregan un producto (penicilina) que impide a las bacterias desarrollarse a su alrededor. También lo es el caso de los pinos, cuyas hojas muertas, al descomponerse, producen sustancias ácidas que impiden el desarrollo de muchas hierbas bajo los árboles. Esta relación es discutida por algunos biólogos que argumentan que no existe beneficio nulo para una especie. Para cualquier especie, dicen, la eliminación de los posibles competidores sería un beneficio.
f) Competencia Cuando en un mismo biotopo conviven especies que tienen necesidades similares respecto a un de- terminado recurso se establece una competencia entre ellas por conseguirlo. Un ejemplo fácil sería la competencia entre hienas y buitres por alimentarse de las carroñas que dejan los grandes depredadores. En esta relación, aunque las dos especies salen perjudicadas, una suele serlo más que la otra y, si su nicho ecológico no le permite la diversificación, puede incluso desaparece
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LOS NIVELES ALIMENTARIOS DEL ECOSISTEMA
La nutrición es una de las principales características dentro de un ecosistema, puesto que relaciona todas las especies presentes en él. Basándose en esta característica, se puedes clasificar los organismos en tres niveles tróficos, denominados productores, consumidores y descomponedores. Los productores son los organismos autótrofos, principal- mente plantas verdes, algas y bacterias fotosintéticas que construyen su materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas sencillas y de energía generalmente solar.
LAS CONEXIONES ALIMENTARIAS EN EL ECOSISTEMA Cadenas tróficas Son representaciones esquemáticas de las relaciones tróficas en un ecosistema en las que cada organismo constituye un eslabón al comer al eslabón anterior y ser comido por el siguiente; las relaciones se representan mediante flechas en el sentido en el que se transfiere la materia.
REDES TRÓFICAS Las cadenas tróficas suelen ser poco realistas, puesto que en la Naturaleza cada especie come y es comida por diferentes especies. Las redes tróficas son representaciones mucho más realistas en las que de cada especie nacen o llegan varias flechas indicando la multiplicidad de relaciones del ecosistema. En una red trófica es posible abstraer e individualizar cadenas tróficas concretas. LAS PIRÁMIDES ECOLÓGICAS Son representaciones gráficas que, de forma sencilla y directa, nos proporcionan información sobre características. En esencia son unos diagramas de barras horizontales en los que cada barra representa un nivel trófico y cuya base (o área) es proporcional al valor de la característica representada. Habitual- mente, los productores se sitúan en la base, por lo que suelen adquirir la forma de pirámides. Los principales tipos son: EL FLUJO DE LA ENERGÍA Y EL CICLO DE LA MATERIA Si resumimos lo que sabemos sobre las relaciones tróficas en el eco- sistema podemos concluir lo siguiente. Los productores consiguen su energía del Sol y su materia del medio en forma de materia inorgánica. Los consumidores consiguen su materia y su energía de la materia orgánica de los productores. Tanto productores como consumidores producen
restos orgánicos que son aprovechados por los componedores para obtener su energía y su materia.
des
Tanto productores como consumidores y des componedores utilizan la energía conseguida para sus actividades vitales, energía que termina sien- do disipada en forma de calor. La materia aprovechada por los des componedores acaba siendo transformada en moléculas inorgánicas sencillas. Se observa claramente que la energía atraviesa el ecosistema como un flujo que comienza en el Sol y que termina en el calor perdido. Por eso se habla del flujo de la energía. También se observa que la materia circula por el ecosistema de forma cíclica, puesto que los productores se nutren de la materia que es reciclada por los descomponedores. Por eso se habla del ciclo de la materia.