ECOLOGÍA
Proviene de dos voces griegas: OIKOS: CASA LOGOS: TRATADO O ESTUDIO Ecología es la rama de la Biología que estudia los seres vivos en su medio ambiente y también el ecosistema. 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, 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. 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. 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. c) 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.- es el conjunto de organismos de todas las especies que coexisten en un espacio definido llamado biotopo, que ofrece las condiciones ambientales necesarias para su supervivencia. Puede dividirse en fitocenosis, que es el conjunto de especiesvegetales, zoocenosis (conjunto de animales) y microbiocenosis (conjunto de microorganismos). Un ecosistema, según la definición original Tansley (1935), está formado por la biocenosis junto con su ambiente físico o biotopo. El campo cultivado es la agrobiocenosis que, junto con su entorno físico-químico (biotopo) forman un agrosistema. El término biocenosis fue acuñado en 1877 por Karl Möbius, quien subrayaba así la necesidad de enfocar la atención no en el individuo sino en el conjunto de individuos. En otras palabras es una comunidad o conjunto de poblaciones de diferentes especies, que habitan una zona geográfica determinada y se ve influenciada por factores físicos como la luz, la temperatura, la humedad, etc.
Especie.- Una especie se define a menudo como el conjunto de organismos o poblaciones naturales capaces de entrecruzarse y de producir descendencia fértil, pero no pueden hacerlo —o al menos no lo hacen habitualmente— con los miembros de poblaciones pertenecientes a otras especies. En muchos casos, los individuos que se separan de la población original y quedan aislados del resto pueden alcanzar una diferenciación suficiente como para convertirse en una nueva especie (especiación); por tanto, el aislamiento reproductivo respecto de otras poblaciones es crucial. En definitiva, una especie es un grupo de organismos reproductivamente homogéneo, aunque muy cambiante a lo largo del tiempo y del espacio. 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 interacción biológica entre seres vivos en la cual la aptitud o adecuación biológica de uno es reducida a consecuencia de la presencia del otro. Existe una limitación de la cantidad de por lo menos un recurso usado por ambos organismos o especies; tal recurso puede ser alimento, agua, territorio, parejas. La competencia tanto dentro de una especie como entre especies diferentes es un tema importante en ecología, especialmente deecología de comunidades. La competencia es uno de varios factores bióticos y abióticos que afectan la estructura de las comunidades ecológicas. La competencia entre miembros de la misma especie se llama competencia intraespecífica y la que tiene lugar entre miembros de diferentes especies es competencia interespecífica. La competencia no siempre es un fenómeno simple y directo y puede ocurrir en formas indirectas. Según el principio de exclusión competitiva las especies menos aptas para competir deben adaptarse o, de lo contrario, se extinguen. De acuerdo a la teoría de la evolución la competencia dentro de una especie y entre especies juega un papel fundamental en la selección natural.
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.- es un tipo de interacción biológica en la que un individuo de una especie animal (el predador o depredador)1 2 caza a otro individuo (la presa) para subsistir. Un mismo individuo puede ser depredador de algunos animales y a su vez presa de otros, aunque en todos los casos el predador es carnívoro. La depredación ocupa un rol importante en la selección natural. En la depredación hay un individuo perjudicado, que es la presa, y otro que es beneficiado, que es el depredador, pasando la energía en el sentido presa a depredador. Sin embargo, hay que resaltar que tanto los depredadores controlan el número de individuos que componen la especie presa, como las presas controlan el número de individuos que componen la especie depredadora; por ejemplo, la relación entre el león y la cebra. 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: es una habilidad que ciertos seres vivos poseen para asemejarse a otros organismos (con los que no guarda relación) y a su propio entorno para obtener alguna ventaja funcional. El objeto del mimetismo es engañar a los sentidos de los otros animales que conviven en el mismo hábitat, induciendo en ellos una determinada conducta. Los casos más conocidos afectan a la percepción visual, pero también hay ejemplos de mimetismo auditivo, olfativo o táctil. Probablemente el ejemplo más popular es el del camaleón, cuyos colores de la piel cambian según el entorno donde se desplace. Aunque algunos científicos consideran que no es un verdadero mimetismo sino una coloración críptica. Mimetismo aposemático.- es un fenómeno que consiste en que algunos organismos presenten rasgos llamativos a los sentidos, destinados a alejar a sus depredadores. Es muy frecuente en la naturaleza. La palabra se compone de dos raíces griegas: apo, que significa 'lejos' o 'aparte'; y sema, 'señal', lo que puede traducirse como uso de señales de advertencia. El aposematismo es en un sentido la antítesis de la cripsis o camuflaje, y es diferente de la atracción, un fenómeno tan común como el anterior. Entre los animales es frecuente el aposematismo en especies dotadas de medios defensivos potentes, tales como aguijones o colmillos venenosos, o un sabor desagradable.
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
El mutualismo es una interacción biológica, entre individuos de diferentes especies, en donde ambos se benefician y mejoran suaptitud biológica. Las acciones similares que ocurren entre miembros de la misma especie se llaman cooperación. El mutualismo se diferencia de otras interacciones en las que una especie se beneficia a costas de otra; éstos son los casos de explotación, tales como parasitismo, depredación, etc. La simbiosis puede ser un tipo particular de mutualismo de carácter íntimo, en que una de las partes (o ambas) es estrictamente dependiente de la otra. Otros tipos de simbiosis incluyen casos de parasitismo o de comensalismo.
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.