Ecología La ecología es la especialidad científica centrada en el estudio y análisis del vínculo que surge entre los seres vivos y el entorno que los rodea, entendido como la combinación de los factores abióticos (entre los cuales se puede mencionar al clima y a la geología) y los factores bióticos (organismos que comparten el hábitat). La ecología analiza también la distribución y la cantidad de organismos vivos como resultado de la citada relación.
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.
Entre los seres vivos de un ecosistema y las condiciones ambientales de un lugar se establecen relaciones recíprocas: Puede ocurrir que las condiciones ambientales influyan sobre los seres vivos. Por ejemplo, la falta de luz impide a las plantas vivir más allá de 200 metros de profundidad; la falta de humedad en los desiertos impide la vida de numerosos seres vivos; el viento constante de muchas zonas inclina los árboles en la dirección del viento… Puede ocurrir que los seres vivos influyan unos sobre otros. Por ejemplo, los padres del polluelo del buitre le traen alimento al nido durante el periodo en que él aún no es capaz de volar; las garrapatas chupan sangre a los perros; determinados hongos y determinadas algas forman un a asociación llamada liquen que les permite vivir en lugares inhóspitos... Puede ocurrir que los seres vivos influyan sobre el medio ambiente. Por ejemplo, las lombrices al excavar galerías airean el suelo en el que viven; en las zonas boscosas, la evaporación creada por los árboles provoca un aumento de precipitaciones en la zona; las plantas que viven en una ladera sujetan la tierra con sus raíces y dificultan la erosión… Se puede decir, también, que la Ecología es la rama de la Biología que estudia las relaciones que se establecen entre el medio ambiente y los seres vivos y entre éstos entre sí.
Ernst Haeckel, 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
2. 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 denominados factores abióticos. 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 es pecie 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 allí
3. 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. 4. 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.
5. 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.
La 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. De todas ellas es la luz azul la que penetra más profundamente (ver gráfico). En cualquier caso, incluso en las aguas más transparentes, a 150-200 m de profundidad la oscuridad es total. Dado que las plantas necesitan luz para vivir, la vida vegetal se halla limitada a esa capa superficial, que se denomina zona fótica. Los animales, al ser móviles, pueden hallarse en otras zonas, aunque esta es la zona en que abundan más; en cualquier caso, dependen de la materia orgánica formada por las plantas de la zona fótica. 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.
6. LOS SERES VIVOS EN EL ECOSISTEMA
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 Estrategias de crecimiento Las especies adaptadas a vivir en ambientes inestables, con 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. 9. LAS RELACIONES ENTRE LOS INDIVIDUOS DE UNA BIOCENOSIS Son
relaciones
establecidas
entre
amplias
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. 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: o Huir: para lo que adoptan formas o miembros que les permiten un rápido desplazamiento. o 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.). o
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 desapercibidos 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 venenosas).
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. Los consumidores son organismos heterótrofos que se alimentan de otros a los que utilizan como fuente de energía y de materia. Pueden ser consumidores primarios (o herbívoros) si se alimentan directamente de pro- ductores o consumidores secundarios si se alimentan de consumidores primarios. En muchos ecosistemas hay también consumidores terciarios, cuaternarios, a los que en conjunto (junto con los secundarios) de les denomina carnívoros. En ocasiones, se habla de omnívoros cuando un consumidor come alimentos pro- cedentes de diferentes niveles. Los descomponedores o detritívoros son organismos heterótrofos que se alimentan de restos tanto de productores como de consumidores transformando sus restos de nuevo en moléculas elementales. Son muy importantes porque devuelven a las medias sustancias químicas que pueden ser utilizadas de nuevo por los productores. 11. 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. En general, los descomponedores no son representados ni en las cadenas ni en las redes tróficas.
12. 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. Habitualmente, los productores se sitúan en la base, por lo que suelen adquirir la forma de pirámides. Los principales tipos son: a) Pirámide de números. Representa en número de individuos que hay en cada nivel trófico. Estas pirámides a menudo no son representativas, porque el tamaño de los individuos de distintos niveles tróficos puede no ser comparable. Así no tiene sentido decir que en una pradera hay un millón de productores (hierbas) por hectárea y un solo herbívoro (vaca). Tampoco tiene sentido decir que en una parcela hay un productor (árbol) y 67.000 herbívoros (insectos). b) Pirámide de la biomasa. Sirven para representar la cantidad de materia orgánica (biomasa) por unidad de superficie o de volumen. Son más representativas que las de números, porque en ellas se tiene en cuenta la masa total. Sin embargo, pueden pre- sentar ambigüedades cuando alguno de los niveles tróficos tiene una productividad más baja que los demás (típico de ecosistemas en invierno) o productividades muy elevadas (como es el caso del fitoplancton, que presenta tasas elevadísimas de reproducción). c) Pirámide de la energía (o de productividad). En ellas se representa la cantidad de energía por unidad de superficie o de volumen y por unidad de tiempo que adquiere cada nivel trófico del nivel anterior. Estas pirámides nunca pueden estar invertidas, ya que la cantidad de energía asimilada por un nivel trófico ha de proceder de la energía que el nivel trófico anterior había asimilado a su vez, y ha de ser forzosamente meun10% de la energía de cada nivel trófico es asimilada por el nivel siguiente.
13. 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.