UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ
Asignatura: ECOLOGÍA
GENERAL CODIGO:
8011
Grupo: 9LC121
Prof.: Diana Velasco
II Semestre 2014
Resumen 2
I ESTRUCTURA DE LOS ECOSISTEMAS
Entendemos por estructura las partes
y su correspondencia a formar un todo. Hay dos aspectos fundamentales en
cualquier ecosistema: la biota o comunidad biótica y los factores ambientales
abióticos.
La estructura biótica es la manera
en que se conforman las diversas clases de organismos.
Términos importantes
- Especie: totalidad de los miembros de
una clase particular de planta, animal o microorganismos, una clase por su
aparencia similar y la capacidad de aparearse y reproducir vástagos
fértiles.
- Población: todos los miembros de una
especie que ocupan determinada área
- Comunidad biótica: todas las poblaciones de
plantas, animales y microorganismos que ocupan una misma área
- Factores abióticos: todos los factores del medio
físico: humedad, temperatura, luz, viento, pH, tipo de suelo, salinidad
entre otras.
- Ecosistema: La comunidad biótica con los
factores abióticos; todas las relaciones entre los miembros de una
comunidad biótica y entre ésta y los factores abióticos.
- Bioma: agrupaciones de todos los
ecosistemas de la misma clase: por ejemplo, bosques tropicales, pastizales
y demás.
- Biósfera: funcionamiento de todas las
especies y los factores físicos de la Tierra como un solo ecosistema
gigantesco.
Estructura Biótica
A pesar de su diversidad, todos los
ecosistemas tienen una estructura biótica similar basada en las relaciones de
alimentación, es decir, todos los ecosistemas presentan las mismas tres
categorías básicas de organismos que interactuán de los mismos modos.
1.1 Categorías de organismos: productores, consumidores, saprófitos o descomponedores de detritos
1.1.1 Productores
Son principalmente
plantas verdes, que aprovechan la energía luminosa del Sol para convertir agua
y dióxido de carbono (absorbido del aire o el agua) en un azúcar llamado
glucosa y liberar oxígeno como subproducto. Esta conversión química, propiciada
por la energía solar, recibe el nombre de fotosíntesis. Los vegetales elaboran
todas sus complejas moléculas a partir de la glucosa producida por Fotosíntesis
y unos pocos nutrientes, como nitrógeno, fósforo, potasio y azufre que absorben
del suelo o del agua.
La variedad de los
productores va de las algas unicelulares microscópicas a plantas de tamaño
mediano, como la hierba, las margaritas, los cactus y hasta los árboles
gigantescos.
Todos los principales
ecosistemas tienen us productores particulares que realizan la fotosíntesis.
El término orgánico se aplica a los materiales de
los que están formados los organismos: moléculas de proteínas, grasas o lípidos
y carbohidratos. De igual manera se consideran orgánicos los productos de los
seres vivos, como hojas muertas, cuero, azúcar o madera.
Por otra parte, llamamos inorgánicos a los materiales y
químicos del aire, agua, rocas y minerales que no participan de la actividad de
los organismos vivos.
La característica clave
de moléculas y materiales orgánicos es que en buena parte están formados de
átomos enlazados de carbono e hidrógeno, una estructura que no aparece entre
los materiales inorgánicos. Esta estructura tiene su origen en el proceso de la fotosínteis que unos
átomos de hidrógeno extraídos de moléculas de agua y átomos de carbono tomados
del dióxido de carbono para formar compuestos orgánicos.
Las plantas verdes se sirven
de la luz como fuente de energía para producir todas las complejas moléculas
orgánicas que necesita su organismo a partir de compuestos químicos inorgánicos
simples (dióxido de carbono, agua, minerales) presentes en el medio. Cuando
ocurre esta conversión de materia
inorgánica en compuestos orgánicos, parte de la energía luminosa queda
almacenada en ellos.
Todos los organismos del
ecosistema, aparte de las plantas verdes, se alimentan de materia orgánica como
fuente de energía y nutrientes.
Las plantas verdes son
indispensables en cualquier ecosistema, ya que realizan la fotosíntesis y por
este proceso y su crecimiento propician la producción de la materia orgánica
que sustenta a todos los otros organismos del sistema.
Todos los organismos de
la biosfera pueden dividirse en dos categorías, autótrofos y heterótrofos, según que produzcan o no los compuestos
orgánicos que necesitan para sobrevivir y crecer. Los organismos que elaboran
su propia materia orgánica a partir de los constituyentes orgánicos del medio
usando una fuente externa de energía, son autótrofos.
Entonces los autótrofos más importantes y comunes son por mucho las plantas
verdes; sin embargo, unas cuantas bacterias emplean un pigmento púrpura para
realizar la fotosíntesis y algunas otras adquieren su energía de compuesos
químicos inorgánicos.
Todos los demás
organismos, que deben consumir materia orgánicas y nutrientes, son heterótrofos que pueden dividirse en
numerosas subcategorías, de las que las dos principales son consumidores (que comen presas vivas) y
saprófitos y descomponedores, que se
alimentan de organismos muertos y sus productos.
1.1.2
Consumidores
Son los que comprenden
una gran variedad de organismos que van desde bacterias microscópicas a las
ballenas azules e incluyen grupos tan diversos como los protozoarios, los
gusanos, los peces, los crustáceos, los insectos, los reptiles, los anfibios,
las aves y los mamíferos (entre estos el hombre).
Con el fin de entender
la estructura de los ecosistemas, los consumidores se clasifican en varios
subgrupos de acuerdo con su fuente de alimentos. Los animales (sean tan grandes
como los elefantes o tan pequeños como los ácaros) que se alimentan de
productores se llaman consumidores
primarios o herbívoros.
Los animales que se
alimentan de los consumidores primarios
reciben el nombre de consumidores secundarios;
en tanto que los lobos, que comen alces, son secundarios. También puede haber
consumidores de tercero y cuarto órdenes, y hasta superiores y ciertos animales
ocupan más de un lugar en la escala; por ejemplo, el ser humano son
consumidores primarios cuando ingieren hortalizas, secundarios si comen carne
de res y terciarios si comen peces que se alimentan de otros que a su vez consumen algas. Los consumidores
de segundo orden y superiores se llaman también carnívoros; los que se alimentan tanto de plantas como de animales
se denominan omnívoros.
Se llama depredador al animal que ataca, mata y
come a otro, que recibe el nombre de presa. Se dice que sostienen una relación
de depredador a presa.
Los parásitos
son otra categoría importante de consumidores. Se trata de organismos
(vegetales o animales) que se vinculan estrechamente a su “presa” y se alimentan de ella durante un largo período, por lo
regular sin matarla (al menos no de inmediato), aunque a veces la debilitan
tanto que la vuelven propensa a que la maten otros depredadores o las condiciones
adversas. Esta planta o animal del que se alimenta recibe el nombre de húesped
(también hospedero), siguiendo el significado original del vocablo, así,
decimos que es una asociación de huésped
y parásito. Hay una enorme variedad de organismos parasitarios. Varias
lombrices son ejemplos bien conocidos, pero también lo son ciertos
protozoarios, insectos y aún mamíferos (el vampiro) y plantas. Muchas
enfermedades graves de los vegetales y algunas de los animales (como el pie de
atleta) son causadas por hongos parásitos. Los parásitos pueden vivir dentro o
fuera de su huésped.
1.1.3
Saprófitos y Descomponedores de Detritos
Se llama detritos a los
materiales vegetales muertos, como hojas, ramas y troncos caídos e hierba seca,
así como a los desechos fecales de animales y a veces de sus cadáveres. Muchos
organismos se han especializado en alimentarse de estos elementos y les damos
el nombre de saprófitos o detritóvoros.
Entre los ejemplos se encuentran las lombrices de tierra, los cangrejos de río,
las termitas, las hormigas y los escarabajos. Al igual que con los
consumidores, podemos identificar saprófitos primarios (que se alimentan
directamente de detritos), secundarios (que se alimentan de los primarios) y
demás.
Un grupo extremadamente
importante de devoradores de detritos es el de los descomponedores de detritos,
a saber, hongos y bacterias de putrefacción. Muchos de los detritos del
ecosistema (en particular hojas secas y la madera de árboles o ramas muertas)
no parecen ser consumidores como tales, sino que simplemente se pudre; pero la
putrefacción es el resultado de la actividad metabólica de hongos y bacterias que secretan enzimas
digestivas que descomponen la madera en azúcares simples que son absorbibles. Así,
la putrefacción que observamos es en realidad el resultado del consumo de
hongos y bacterias del material. Aunque llamamos a estos organismos
descomponedores de detritos y por la índole de su comportamiento los agrupamos
entre los saprófitos porque su función es en ecosistema la misma. A su vez, los
descomponedores son el alimento de saprófitos secundarios, protozoarios,
ácaros, insectos y gusanos y cuando mueren, su cuerpo se añade a los detritos y
se convierten en fuente de energía para más saprófitos
2. Cadena Alimenticia
y Niveles Tróficos
La secuencia de consumo desde los
autótrofos hasta los carnívoros representa la cadena alimentaria, en la cual
cada eslabón depende del inmediato anterior para su provisión de alimento
(energía). Estas posiciones a lo largo de cadenas alimenticias se conocen como
niveles tróficos.
En muchos casos los límites entre
los niveles no son definidos. Muchos animales encuentran alimento idóneo en
cuanto a tamaño y otras características en varios niveles tróficos. Para describir
la trama de los diversos niveles tróficos con us interconexiones suele
emplearse el término red alimenticia.
Cuando se examina el flujo y la
utilización de la energía en la cadena alimenticia, se hace evidente que el
movimiento de energía en el ecositema sólo es en un sentido, es decir,
unidireccional. A medida que avanza progresivamente por los diversos niveles
tróficos, ya no está disponible para el nivel anterior.
Por lo general, cada carnívoro
necesita alimentarse con un gran número de herbívoros para subsistir, y cada
uno de éstos para su sustento debe consumir una cantidad de autótrofos
equivalente a varias veces su propia biomasa, las sustancias que no son
biodegradables por naturaleza, cuando entran en una cadena alimenticia, se
bioacumulan en cada nivel trófico sucesivo. Esto ha dado origen a muchos de los
bien conocidos problemas ambientales de los últimos 20 o 30 años. El ejemplo
mejor conocido es la bioacumulación de plaguicidas orgánicos como los
hidrocarburos clorados, que incluyen el DDT.
3. El Flujo de Energía
en Los Ecosistemas
La energía se define como la capacidad de hacer trabajo.
El comportamiento de la energía es
descrito por la Primera Ley de la
Termodinámica o Principio de la Conservación de la Energía.
La primera ley establece que la energía puede se transformada de un tipo
a otro, pero no se crea ni se destruye.
Ejemplo: La luz es una forma de
energía, ya que es susceptible de ser transformada en trabajo, calor o energía
potencial en forma de alimento.
La Primera Ley o Principio de la
Conservación de la energía demuestra que la energía puede tranformarse de una
clase a otra, pero nunca se destruye.
La Segunda Ley de la Termodinámica, Ley de la Entropía. Principio de la Degradación
La Segunda Ley de la Termodinámica
dice: cualquier conversión energética terminará con menos energía de la que
tenía al comenzar.
La pérdida de calor se funda en el
principio del incremento de entropía, que se define como el rango de desorden o
de degradación; mayor entropía significa mayor desorden.
Entropía es
una medida de la energía no disponible, resultante de las transformaciones.
También se emplea como un índice del desorden asociado con la degradación de la
energía.
La Segunda Ley de la Termodinámica
dice también que los sistemas irán espontáneamente hacia una energía potencial
menor, una dirección que hace que liberen calor.
Factores abióticos
El ambiente comprende la acción
recíproca de muchos agentes físicos y químicos o factores abióticos, de los que los principales son el régimen de
lluvias (monto y distribución anual y humedad del suelo), temperatura (extremos
de frío o calor, lo mismo que el promedio), luz, viento, nutrientes químicos,
pH (acidez), salinidad e incendios.
En los sistemas acuáticos, los factores
clave son la salinidad (agua dulce o salina), la temperatura, los nutrientes
químicos, la textura del suelo (rocoso o arenoso), la profundidad y la
turbiedad del agua (que determina cuánta luz llega al fondo) y las corrientes.
El grado al que cada factor está presente o no y en qué medida afecta
intensamente la capacidad de sobrevivir de los organismos, si bien cada uno
influye en forma distinta en cada especie. Veremos que esta diferencia de
respuesta a los factores ambientales determina qué especies ocupan o no cierta
región o área. A su vez, qué organismos sobreviven y cuáles no define la
naturaleza de cada ecosistema
Límite de tolerancia
Concepto de factores Limitantes
La presencia y éxito de organismos
depende de una serie de condiciones. Cualquier condición que se aproxime o
exceda los límites de tolerancia se denomina condición o factor limitante. En
condiciones estables, el material básico
disponible en las cantidades más próximas al requerimiento mínimo tiende
a ser el limitante, Concepto que se ha difundido como ley del Mínimo de Liebig. El concepto es menos aplicable en
condiciones “transitorias” cuando las cantidades de muchos constituyentes, y
por tanto sus efectos cambian con rapidez.
Punto óptimo, zonas de tensión y límites de tolerancia
En cualquier estudio ecológico, una
observación fundamental es qué especies diferentes prosperan en condiciones
distintas. Este principio se aplica a todos los seres vivos, vegetales y
animales. Algunos sobreviven donde hay mucha humedad; otros, en lo relativamente
seco. Algunos crecen en el calor; otros funcionan mejor en situaciones más
frías. Unos toleran temperaturas de congelación; otros no. Algunos requieren
sol brillante; otros, mejor la sombra. Los sistemas acuáticos son de aguas
dulces o salinas, cada uno con sus respectivos peces y otros organismos.
Los estudios de laboratorio
confirman sin dudas el hecho de que las especies están mejor adaptadas a sus
condiciones peculiares. En los experimentos, se crían organismos en condiciones
controladas en las que varía un factor en tanto que los demás se mantienen
constantes. Los resultados demuestran que cada factor tiene un punto óptimo,
cierto nivel al que los organismos funcionan mejor. A niveles superiores o
inferiores su desempeño mengua, y en los extremos quizá no sobrevivan. El punto
al que ocurre la mejor respuesta es, pues, el punto óptimo, pero dado que suele
encontrarse en un intervalo de varios grados, es común hablar de margen óptimo. Además, la variación
total que permite cualquier crecimiento recibe el nombre de margen de tolerancia y sus puntos
extremos se denominan límites de tolerancia. Entre el margen
óptimo y el límite superior o inferior de tolerancia hay zonas de tensión; es decir conforme el factor se aparta en un
sentido u otro del margen óptimo, los organismos sufren mayor tensión hasta
que, al cruzar el límite, ya no logran sobrevivir.
Desde
luego, no se han probado todos los factores con todas las especies; pero la
congruencia de las
Observaciones
nos lleva a concluir que un principio biológico fundamental es el siguiente: Todas las
Especies (animales y vegetales) tiene un margen óptimo, zonas de tensión
y límite de tolerancia en relación con cada uno de los factores abióticos
Esta línea de experimentos
demuestran también que varían las características de las especies en cuanto al
momento en el que se encuentran el punto óptimo y los límites de tolerancia;
por ejemplo, la que sería una cantidad óptima de agua para una especie llega a
oprimir a otra y a causar la muerte a alguna más. Ciertos vegetales no toleran
temperaturas de congelación; otros sobreviven si éstas no son intensas; otros
más necesitan varias semanas de estas temperaturas para completar su ciclo
vital. Ciertas especies tienen un margen muy amplio de tolerancia, en tanto que
el de otras es bastante estrecho. Puesto que el punto óptimo y los límites de
tolerancia suelen variar entre las especies, también llega a haber mucha
superposición en tales márgenes.
El concepto tolerancia no sólo
afecta el crecimiento de individuos, puesto que en la medida en que su
salud y fuerza influyen en la
reproducción y la sobrevivencia de la siguiente generación, también atañe a la
población. La densidad de población (los individuos por unidad de área) de la
especie será mayor si todas las condiciones son óptimas, pero disminuirá si un
factor o más se apartan de este punto.
Ley de los factores limitantes
Cada factor abiótico tiene su punto
óptimo y sus límites de tolerancia. De
ahí se entiende que cualquier factor fuera del margen óptimo causará tensión y
minimizará el crecimiento, la reproducción e incluso la sobrevivencia de la
población. El agente que obstaculiza el crecimiento se llama factor limitante.
No olvidar que el factor limitante
puede ser también un problema de “demasiado” y no sólo de “muy poco”; por
ejemplo, las plantas se llegan a tensar o morir no nada más por falta de agua o
fertilizante, sino también por exceso. Observar también que el factor limitante
puede cambiar de un momento a otro; así, en la misma temporada de cultivo, la
temperatura puede ser limitante a comienzos de la primavera, después los
nutrientes y por último el agua, si ocurre una sequía. Igualmente, si se
corrige un factor limitante el crecimiento aumentará, pero sólo hasta que otro
factor entre en escena. Desde luego, el potencial genético del organismo es el
último factor limitante: ninguna margarita crecerá al tamaño de un árbol, ni
ratón alguno al del elefante, aunque todos los factores del ambiente sean
óptimos.
Factores limitantes: (el agente que obstaculiza
el crecimiento)
- Falta
o abundancia de agua
- Fertilizante
excesos
- Temperatura
- Nutrientes
- Potencial
genético
- Competencia
- Depredación
Justus von Liebig introdujo en 1840 la ley de los factores limitantes en relación con sus
observaciones de los efectos de los nutrientes químicos en el crecimiento de
las plantas. Observó que restringir alguno en cualquier instante daba siempre
el mismo resultado: limitaba el crecimiento. Por ello, también la conocemos
como la Ley de los mínimos de Liebig.
Las observaciones realizadas desde
la época de Liebig muestran que su ley tiene una aplicación mucho más amplia,
no sólo los factores abióticos suelen limitar el crecimiento, sino también los
bióticos. Es sin duda el caso de nuestros cultivos agrícolas, en los que hay
una lucha constante para que no los limiten o los eliminen las hierbas y las
“plagas”.
Aunque se puede señalar como
limitante un factor en determinado momento, varios factores fuera del mínimo
llegan a combinarse y causar más tensión y hasta la muerte. En particular, los
contaminantes ocasionan que los organismos e vuelvan más vulnerables a las
enfermedades y las sequías. Tales casos son ejemplos de efecto sinérgicos o sinergismos, que se define como la acción
concomitante de dos o más factores causantes de un efecto mucho mayor que
el esperado de la influencia de cada uno en lo individual.
Fuente:
Ingeniería
Ambiental. J. Glynn Henry, Gary
Ciencias Ambientales. Ecología y desarrollo
sostenible. Sexta Edición
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