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1 ©UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o sistema impreso, electrónico, magnético, incluyendo el fotocopiado, la fotografía, la grabación o un sistema de recuperación de la información, sin la autorización por escrito de la Universidad Virtual del Estado de Guanajuato. Definiciones e interrelaciones: niveles de estudio de la ecología Por: Irma Hurtado de Mendoza Torres La época moderna está caracterizada por una gran variedad de impactos que el hombre ha realizado en todos los factores del ecosistema que lo constituyen, tanto bióticos como abióticos, que ponen en peligro toda la vida del planeta Tierra. Esta lectura tiene el propósito de mostrarte más información sobre los ecosistemas, los factores que los integran, así como las relaciones que existen entre los individuos, ya sean de la misma o de diferentes especies. Recuerda que en el medio ambiente se pueden encontrar factores vivos o no vivos, es decir, bióticos y abióticos: Medio ambiente Factores bióticos La palabra biótico viene del griego bios que significa vida y se usa para describir a todos aquellos seres vivos que han poblado el planeta y que, entre otras características, permiten la continuación de la vida a través de su reproducción, adaptación y evolución. Cuando se estudian con relación al medio en el que se desarrollan, formando los ecosistemas, se clasifican en 6 reinos: bacterias antiguas, bacterias recientes, hongos, protistas, animales y vegetales. Ejemplos: Arqueobacteria Eubacteria Protista Fungi Vegetal Animal Factores abióticos La palabra abiótico contiene el prefijo a (significa sin) y bios (significa vida), de manera que podemos traducirlo como elementos no vivos. Estos elementos son los que constituyen el escenario en el cual se desarrolla la vida. Los factores abióticos son: Agua Suelo Aire Energía Tabla 1. Factores bióticos y abióticos del medio ambiente. http://www.monografias.com/trabajos34/el-trabajo/el-trabajo.shtml http://www.monografias.com/trabajos16/ecosistema-contaminacion/ecosistema-contaminacion.shtml 2 ©UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o sistema impreso, electrónico, magnético, incluyendo el fotocopiado, la fotografía, la grabación o un sistema de recuperación de la información, sin la autorización por escrito de la Universidad Virtual del Estado de Guanajuato. La ecología de poblaciones tiene como objetivo determinar las causas que explican la abundancia de algunas especies en un sitio determinado. Este nivel de ecología estudia las tasas de crecimiento de las especies, los mecanismos evolutivos que las han llevado a ser lo que son en la actualidad y las posibilidades futuras para conformar poblaciones. Los organismos que constituyen las poblaciones y las comunidades tienen la necesidad de interactuar entre ellos en diferentes niveles: reproductivo, alimentario, por territorio, entre otros. Existen dos tipos de relaciones: intraespecíficas e interespecíficas. Concepto clave Relaciones intraespecíficas Son aquéllas que se desarrollan entre individuos de la misma población, en un espacio y en un tiempo determinado. Ej. Una madre orangután que espulga a su cría. Todas las relaciones que se observan entre las mismas o diferentes especies, tienden a ser positivas, negativas o neutras para los individuos que intervienen en ellas; cuando aumenta el número de individuos De acuerdo con Krebs (2002), hay diferentes niveles de estudio de la ecología: Población: “conjunto de organismos de la misma especie que se reproducen entre sí, en un lugar y en un tiempo determinado. Ej. Manada de leones en la pradera africana” (p. 689). Comunidad: “grupos de poblaciones de plantas y animales en un sitio dado; unidad ecológica empleada en sentido amplio para incluir grupos de especies de diversos tamaños y grados de interacción. Ej. Plantas y animales del desierto de Sonora” (p.687). Ecosistema: “La comunidad biótica y su medio ambiente abiótico. Ej. Todos los componentes del bosque de coníferas (pinos) de los bosques de Canadá. Incluyen árboles, animales, suelo, agua, aire y la energía que fluye dentro del ecosistema” (p.688). Biósfera: “Conjunto de todos los ecosistemas del planeta tierra. La palabra biósfera significa literalmente la esfera de vida” (p.686). Tabla 2. Niveles de estudio de la ecología (Krebs, 2002). 3 ©UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o sistema impreso, electrónico, magnético, incluyendo el fotocopiado, la fotografía, la grabación o un sistema de recuperación de la información, sin la autorización por escrito de la Universidad Virtual del Estado de Guanajuato. de la especie (hay más reproducción), se considera que la relación es positiva (+); cuando sucede lo contrario, es decir, que el número de individuos de la población disminuye, porque aumenta la mortalidad, se considera como negativa (-). En tanto, que las relaciones neutras (0) se presentan cuando no existe efecto positivo o negativo. Concepto clave Relaciones interespecíficas Son aquéllas que se llevan a cabo entre organismos de diferentes especies. Ej. Un coyote que se alimenta de una liebre. En el mundo natural las interacciones biológicas ocurren constantemente entre los organismos, cuando éstas favorecen la tasa de crecimiento de una especie son positivas, pero si la perjudica son negativas y algunas más son neutras. Dentro de las interacciones interespecíficas tenemos los siguientes tipos: cuando ambas especies se benefician (+/+); cuando una se beneficia y otra es perjudicada (+/-); cuando ambas salen perjudicadas (-/-); cuando una sale beneficiada y la otra no es afectada (+/0) y finalmente, cuando una especie es afectada negativamente y la otra no tiene ningún efecto (-/0). A continuación se muestra un ejemplo de cada tipo de interacción: Mutualismo (+/+) Ambas especies salen beneficiadas y dependen para sobrevivir una de otra. Por ejemplo, los líquenes cuya formación depende de hongo y un alga, de tal forma que cada uno de ellos no puede sobrevivir de forma independiente. Depredación (+/-) Una de las especies se beneficia (depredador) y la otra sale perjudicada (presa). En esta situación el depredador se alimenta de la presa. Por ejemplo, cuando el puma se alimenta de cualquier especie de venado. Competencia (-/-) Ambas especies salen afectadas negativamente debido a que utilizan el mismo recurso. Tal es el caso de la competencia por los nutrientes que realizan las plantas al absorber los que se encuentran en el suelo. Cooperación (+/+) En esta relación ambas especies salen beneficiadas pero pueden vivir de forma independiente, ya que éstas no dependen completamente una de otra. Por ejemplo, varias especies de herbívoros, se alimentan juntos alertándose mutuamente de posibles depredadores. Parasitismo (+/-) Una de las especies sale beneficiada (parásito) y la otra sale perjudicada (huésped). En esta situación, el parásito se alimenta del huésped y puede o no causar la muerte. Por ejemplo, la garrapata que afecta al ganado. 4 ©UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o sistema impreso, electrónico, magnético, incluyendo el fotocopiado, la fotografía, la grabación o un sistema de recuperación de la información, sin la autorización por escrito de la Universidad Virtual del Estado de Guanajuato. Amensalismo (-/0) Se presenta cuando una especie inhibe el crecimientoy supervivencia de otra especie, pero la primera no recibe ningún efecto. Por ejemplo, la marea roja, donde ciertas algas producen toxinas que provocan la muerte de los peces pero no afecta a dichas algas. Comensalismo (+/0) En este caso una de las especies sale beneficiada y la otra no es afectada, como en el caso de la rémora que es transportada y se alimenta de los desperdicios de comida de los tiburones, en tanto que el tiburón no recibe nada a cambio. Las interacciones biológicas son fundamentales porque a través de ellas se da el flujo de materia y energía en las comunidades naturales, siendo los tipos de interacción más estudiadas: la competencia, el mutualismo y la relación predador-presa. La competencia se puede visualizar como algo sencillo, particularmente cuando pensamos cómo las plantas compiten por los mismos recursos como el agua, la luz y los nutrientes. Pero puede ser un poco más compleja si consideramos los ejemplos que menciona Soberón (1995), donde en ciertas regiones tropicales, las abejas persiguen activamente a los colibrís para impedirles obtener el néctar de las flores, a este tipo de competencia se le denomina como competencia por interferencia. Asimismo, puede existir competencia sin que las especies estén en contacto físico, como cuando alguna especie se alimenta del néctar de las flores por la mañana reduciéndolo, en tanto que otra especie visita dichas flores en la noche, a este tipo de competencia se le conoce como competencia por explotación. El estudio de las poblaciones es fundamental porque a través de éste podemos aumentar o disminuir la población que nos interesa. Por ejemplo, detener el crecimiento de las plagas que afectan nuestros cultivos o controlar enfermedades infecciosas; del mismo modo, si queremos conservar especies que se encuentren en problemas, es necesario aplicar los conocimientos de ecología de poblaciones. Finalmente, si queremos aprovechar de forma sustentable una especie es necesario el uso de la ecología de poblaciones (Soberón, 1995). Ecosistema El concepto de ecosistema es complejo y por lo tanto, se puede definir desde diferentes perspectivas, como sistema y energía. Revisa las siguientes definiciones de ecosistema: Conjunto abierto (termodinámicamente) que intercambia, a partir de la energía procedente de la luz solar, información con el medio a la vez que transforma las sustancias inorgánicas en flujos energéticos, gracias a la acción de los organismos productores (plantas) en un 5 ©UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o sistema impreso, electrónico, magnético, incluyendo el fotocopiado, la fotografía, la grabación o un sistema de recuperación de la información, sin la autorización por escrito de la Universidad Virtual del Estado de Guanajuato. proceso llamado fotosíntesis, que constituye la materia que alimentará al resto de los organismos consumidores (Enciclopedia Océano de Ecología, 1990, p. 6). “Integración en un todo funcional entre los organismos y sus hábitats” (Enciclopedia Océano de Ecología, 1990, p. 6). “Conjunto de factores bióticos en relación con los abióticos” (Enciclopedia Océano de Ecología, 1990, p. 6). Ahora que ya sabes qué es un ecosistema veremos cuántos existen y cuáles son sus características. Los ecosistemas se dividen en dos grandes grupos: ecosistemas terrestres y ecosistemas acuáticos. Los ecosistemas terrestres se dividen en bosques, selvas, praderas, sabanas, desiertos, etcétera. Y los ecosistemas acuáticos en: Ecosistemas dulceacuícolas: ríos, lagos y lagunas. Ecosistemas Marinos: litoral, estuarios, manglares y arrecifes. Ecosistema terrestre Se piensa que una cuarta parte de la superficie de nuestro planeta está constituida por lo que llamamos tierra firme. Estos espacios van en altitudes desde cero metros sobre el nivel del mar (msnm) hasta las elevaciones montañosas como el monte Everest, la más alta del planeta, que llega a los 8,848 msnm en la cordillera del Himalaya (Mmeida, 10 de abril de 2010). Por supuesto que los seres vivos, en su mayoría se encuentran entre los cero metros hasta aproximadamente los 6,000 msnm. Ecosistema acuático El resto de la superficie terrestre, aproximadamente tres cuartas partes, corresponde a lo que ocupa el agua. Si el agua es continental, entonces estaremos ante los ecosistemas dulceacuícolas, y marinos si estamos en el mar. El suelo del mar se encuentra a diferentes profundidades, por esta razón, la Oceanografía se centra en el estudio de los elementos abióticos de este tipo de ecosistemas y la Biología Marina de los factores bióticos. La fosa más profunda en los océanos es la de las Marianas, en el Pacífico central, la cual mide aproximadamente 11,034 m de profundidad (Montecchiarini, 20 de marzo de 2009, párr. 3). Dentro de los ecosistemas, la manera más común de estudiar a los factores bióticos y abióticos de los diferentes sitios es a través de la investigación de sus interrelaciones. Éstas son básicamente de dos tipos: las interrelaciones tróficas (de tipo alimenticio) y las relaciones interespecíficas (entre dos seres de 6 ©UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o sistema impreso, electrónico, magnético, incluyendo el fotocopiado, la fotografía, la grabación o un sistema de recuperación de la información, sin la autorización por escrito de la Universidad Virtual del Estado de Guanajuato. diferentes especies) y las relaciones sociales que generalmente son entre seres de la misma especie llamadas intraespecíficas (conducta reproductora, acicalamiento, amamantamiento, etc.). En los ecosistemas podemos clasificar a los seres que ahí habitan por el nivel que ocupan en la cadena alimenticia o cadena trófica en: Productores: plantas Consumidores: animales y algunos protistas Biodegradadores: hongos y bacterias Concepto clave Niveles tróficos La palabra trófico significa alimenticio, así que un nivel trófico es aquél en el que el organismo es clasificado por el tipo de alimentación que regularmente tiene, en el momento de ser estudiado. Una serie de organismos relacionados alimenticiamente constituyen una cadena trófica; si un organismo pertenece a más de una cadena trófica éste es parte de una red trófica. Cada uno de los ecosistemas del planeta tierra tiene redes tróficas características. 7 ©UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o sistema impreso, electrónico, magnético, incluyendo el fotocopiado, la fotografía, la grabación o un sistema de recuperación de la información, sin la autorización por escrito de la Universidad Virtual del Estado de Guanajuato. Figura 1. Tipos de niveles tróficos. Como probablemente habrás notado, el hombre se encuentra en el nivel de consumidor. Es decir, necesita alimentarse de otros seres vivos. Conoce más del nivel trófico de consumidores: 8 ©UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o sistema impreso, electrónico, magnético, incluyendo el fotocopiado, la fotografía, la grabación o un sistema de recuperación de la información, sin la autorización por escrito de la Universidad Virtual del Estado de Guanajuato. Figura 2. Clasificación de los organismos consumidores. Cuando un ser vivo se come a otro se transfiere la biomasa de un cuerpo a otro, que es además de donde los seres vivos sacan la energía para crecer, reproducirse, cazar, moverse, etcétera. 9 ©UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada,distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o sistema impreso, electrónico, magnético, incluyendo el fotocopiado, la fotografía, la grabación o un sistema de recuperación de la información, sin la autorización por escrito de la Universidad Virtual del Estado de Guanajuato. Figura 3. Ejemplos de cadenas alimenticias o tróficas. Como podrás darte cuenta las cadenas tróficas no son muy largas debido a que conforme vamos avanzando en el nivel trófico, la cantidad de biomasa se hace más escasa y por lo tanto, también la cantidad de energía disponible. En consecuencia no es costeable para el ser vivo tener que gastar una buena parte de la energía que dispone en tratar de cazar a un ser que generalmente no atrapa y aunque lo hiciera no le daría mucha biomasa. Un ejemplo de esto sería un gato montés tratando de cazar a un águila. Cuando se observan las cadenas tróficas desde el punto de vista de la energía, se acostumbra ponerlas en forma de pirámide. 10 ©UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o sistema impreso, electrónico, magnético, incluyendo el fotocopiado, la fotografía, la grabación o un sistema de recuperación de la información, sin la autorización por escrito de la Universidad Virtual del Estado de Guanajuato. Concepto clave Pirámides alimenticias Es la representación gráfica de las relaciones cuantitativas entre organismos del mismo ecosistema. Dichas relaciones cuantitativas pueden ser de número de organismos, de cantidad de biomasa disponible y/o de la cantidad de energía que fluye de un nivel alimenticio a otro. De acuerdo con Eldon & Smith (2006), existen diferentes tipos de: Figura 4. Pirámides alimenticias. 11 ©UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o sistema impreso, electrónico, magnético, incluyendo el fotocopiado, la fotografía, la grabación o un sistema de recuperación de la información, sin la autorización por escrito de la Universidad Virtual del Estado de Guanajuato. En la representación piramidal no se debe olvidar que también están representados los biodegradadores. Te imaginas un mundo en el cual no se pudiera descomponer todo aquello que muere. No sólo sería un problema de espacio, sino que no habría mecanismo alguno para que la biomasa que compone los cuerpos de lo que está vivo, incluyendo nuestros cuerpos, al descomponerse, regresara los nutrientes a la parte abiótica, suelo, aire y agua, para que nuevamente estuviera disponible, a fin de recomenzar todos los niveles tróficos y los ciclos biogeoquímicos del agua, nitrógeno, oxígeno, carbono y fósforo. Para cerrar esta lectura, debes recordar que todavía existe un importante nivel de estudio de la ecología: la biósfera, que literalmente quiere decir, la esfera en la que se desarrolla la vida. Aparentemente tenemos un planeta gigantesco que difícilmente nos terminaremos, pero no es así. Como ya vimos antes, el monte Everest mide 8,848 msnm (Almeida, 10 de abril de 2010), es la altura máxima en la cual se ha encontrado vida (bacterias en los hielos perpetuos) y la profundidad mayor se encuentra en el Pacífico medio, la Fosa de las Marianas que está a 11,034 m de profundidad (Montecchiarini, 20 de marzo de 2009, párr. 3) en la cual se pudo verificar que también existen seres vivos. Si sumamos esas dos dimensiones nos da un total de 19,882 m, es decir, casi 20 km de altura… Y eso es todo, esa es la capa en la que existe vida y la que estamos, a través de nuestros procesos productivos, deteriorando. Habría que repensar lo que hacemos ¿no lo crees? 12 ©UVEG. Derechos reservados. Esta obra no puede ser reproducida, modificada, distribuida, ni transmitida, parcial o totalmente, mediante cualquier medio, método o sistema impreso, electrónico, magnético, incluyendo el fotocopiado, la fotografía, la grabación o un sistema de recuperación de la información, sin la autorización por escrito de la Universidad Virtual del Estado de Guanajuato. Referencias Almeida, M. (10 de abril de 2010). ¿Pero, qué altura tiene el Everest?. Recuperado de http://mangasverdes.es/2010/04/10/que-altura-tiene-everest/ Eldon, E. & Smith, B. (2006). Ciencia Ambiental. Un estudio de interrelaciones. México: Mc Graw Hill. Enciclopedia Océano de la Ecología. (1990). Definiciones de ecosistema. España: Grupo Editorial Océano. Krebs, C. J. (2002). Ecología. Estudio de la distribución y abundancia (J. Blanco. Trad.). D.F., México: Ed. Harla. Montecchiarini, D. (20 de marzo de 2009). Fosa de las Marianas, el abismo más profundo. [Mensaje en Blog]. Recuperado de http://universomarino.com/2009/03/20/fosa-de-las-marianas-el-abismo- mas-profundo/ Soberón, J. (1989). Ecología de Poblaciones. México: Fondo de Cultura Económica. [Versión en línea]. Recuperado de http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/082/ht ml/ecologia.html http://mangasverdes.es/2010/04/10/que-altura-tiene-everest/ http://universomarino.com/2009/03/20/fosa-de-las-marianas-el-abismo-mas-profundo/ http://universomarino.com/2009/03/20/fosa-de-las-marianas-el-abismo-mas-profundo/ http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/082/html/ecologia.html http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/082/html/ecologia.html
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