marco 2022

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PROFESORADO PARA LA EDUCACIÓN SECUNDARIA EN BIOLOGÍA
Docente: Meza Javier.
Co-formador: Meza Javier.
ALUMNO: González Renzo.
CONTENIDOS: Ecosistema.
AÑO 2022.
COHORTE 2018.
Marco disciplinar
Índice
Marco disciplinar	2
Aspectos históricos y epistemológicos de la ecología	5
Relación con otras ciencias	8
Ecología	9
Niveles de jerarquización	10
Los ecosistemas	11
Las comunidades	13
Las poblaciones	15
El nicho fundamental restringe la estructura de las comunidades	18
El nicho ecológico	19
Tipos de relaciones	21
Relaciones Intraespecificas	21
Relaciones Interespecificas:	22
La simbiosis	22
Mutualismo	23
Comensalismo	23
Relaciones Interespecificas negativas o antagónicas	24
Depredación	24
Competencia	26
El parasitismo	27
Redes tróficas	28
Flujo de energía	31
Ciclo de la materia	33
Ciclo del fosforo	34
Ciclo del carbono	35
Ciclo del nitrógeno	36
Ciclo del agua	38
Biodiversidad	40
BIBLIOGRAFÍA	41
Marco didáctico	43
Introducción	43
Modelos de enseñanza	44
Modelo por indagación	45
Modelo Cambio Conceptual	45
El modelo por investigación	46
Características del alumno del nivel	47
El cambio morfológico	48
Anatomía reproductiva masculina y femenina	48
Características sexuales secundarias	49
Características cognitivas	49
Estadio de las operaciones formales	49
Aprendizaje según Vigotsky	50
Características socioculturales	51
Planteamiento de los núcleos de aprendizaje prioritarios y el diseño curricular jurisdiccional acerca de las nociones a enseñar	52
Núcleos de aprendizaje prioritarios	52
Diseño curricular	53
Importancia de enseñar ecosistemas	53
Los ecosistemas y la biodiversidad	53
El valor de los ecosistemas para la humanidad y biodiversidad	54
Organización de los contenidos a enseñar presentado en una red conceptual	56
Conocimientos previos que poseen los estudiantes sobre el tema	56
Posibles dificultades que podría enfrentarse los alumnos del nivel al desarrollar los contenidos	58
Estrategias de enseñanza propuestas para el/los contenidos a enseñar	61
La técnica de la exposición oral	61
Clases expositivas: transmitir información y construir conocimiento significativo	62
La técnica de la interrogación	62
Aprendizaje basado en problemas	62
El valor de las imágenes como recurso y contenido de la enseñanza	63
Las imágenes como recurso de apoyo para la enseñanza de otros contenidos	63
Los organizadores gráficos	64
Tipos de actividades propuestas para abordar el contenido a enseñar	64
Estrategias evaluativas	67
Evaluación diagnóstica	68
Evaluación formativa	68
Estrategias de evaluación	69
Técnicas e instrumentos de evaluación	69
Técnicas de observación	70
Guía de observación	70
Diario de clase	70
Técnicas de desempeño	70
Preguntas sobre el procedimiento	71
Cuadernos de los alumnos	71
Organizadores gráficos	71
Técnica para el análisis del desempeño	71
Rúbrica	71
Técnicas de interrogatorio	72
Debate	72
Pruebas escritas	72
BIBLIOGRAFÍA	72
Aspectos históricos y epistemológicos de la ecología
La relación entre los organismos y el ambiente se remonta a más de 3500 millones de años, cuando los primeros organismos vivos hicieron su aparición sobre la Tierra. A partir de este momento empezó la interacción de éstos con el medio, en su lucha por la existencia. A pesar de las ideas ecológicas que aparecen en los escritos de los filósofos griegos, fue hasta principios del siglo XIX que la Ecología se consideró una ciencia por derecho propio. Se aceptó como una rama de las ciencias biológicas debido a que se desarrolló dentro de la historia natural. (GRANDA S. V., GONZALEZ V. H., LÓPEZ B M. I. (2016); Principios de Ecología).
Entre las disciplinas biológicas, la ecología es una ciencia heterogénea, plural y abarcadora, lo que se evidencia desde sus orígenes, en las clásicas divisiones (ecología animal, vegetal, limnología, oceanografía, ecología de poblaciones, de comunidades), en los aspectos relativos a sus posibles aplicaciones (forestación, piscicultura, agronomía, control de plagas, conservación, etc), y producto de los distintos niveles de organización que forman parte de su objeto de estudio: organismos, poblaciones y comunidades que a pesar de su heterogeneidad y desarrollo, casi independiente de las distintas ramas en ecología en todas se ha presenciado una noción que ha impregnado el pensamiento occidental: "la de un mundo perfectamente diseñado". Esta afirmación destaca un orden providencial en la naturaleza y es retomado a través del sinónimo "balance de la naturaleza o equilibrio natural" que proviene de la metafísica griega, que influyó en el desarrollo de las concepciones ecológicas en el siglo XVIII y comienzos del XIX. 
Si bien existen antecedentes de importancia desde la antigüedad, el origen propiamente dicho de la ecología como ciencia se ubica en la segunda mitad del siglo XIX, dicho termino fue introducido en 1860 por Ernst Haeckel definiéndola como la investigación de todas las relaciones de los animales con su ambiente organico e inorgánico, incluyendo sobre todo las relaciones (ya sean beneficiosas o no) entre los seres vivos y sus respectivos ambientes. Haeckel se empeñó en demostrar cómo la naturaleza se caracteriza por un balance de fuerzas opuestas que como resultado produce una selección que era benéfica y restauradora del "sano equilibrio natural". La publicación de El Origen de las Especies por Darwin constituye un hito en la historia de las ciencias y adquirió para la Biología en general y la Ecología en particular, carácter de teoría integradora. La visión Darwiniana refutó la filosofía tradicional, basada en la búsqueda de la justificación última y explicó los fenómenos de la naturaleza en base a dos ideas principales: - el árbol único de la vida (las diferentes especies que hoy pueblan la tierra tienen antepasados comunes) y la selección natural (basada en la supervivencia y reproducción diferencial de los organismos de una población) que es el proceso responsable del árbol único de la vida. 
Durante esta misma época, un monje austriaco desconocido para la comunidad científica, Gregor Mendel (1822-1884), estudiaba en su jardín la transmisión de las características de una generación de plantas de guisantes a otra. El trabajo de Mendel acerca de la herencia y el trabajo de Darwin acerca de la selección natural sentaron las bases del estudio de la evolución y la adaptación, el campo de la genética de poblaciones. La teoría de la selección natural de Darwin, combinada con la nueva comprensión de la genética, los medios por los cuales se transmiten las características de una generación a la siguiente, brindaron los mecanismos para comprender la relación entre los organismos y su medio ambiente: el punto central de la ecología.
A comienzos del siglo, la ecología era entendida como un acercamiento dinámico y experimental para el estudio de la adaptación, sucesión e interacciones. Se desarrollaron métodos cuantitativos en el estudio de poblaciones y comunidades y principios teóricos acerca de los cambios temporales en las comunidades, con las nociones de clímax y super-organismo.
Estas ideas serian desarrolladas, Frederic Clements (1905). Esta concepción del "super-organismo" en la que las distintas poblaciones en la naturaleza están integradas en entidades orgánicas bien definidas, se convirtió en el primer modelo ecológico. La base de esta concepción es que las comunidades vegetales siguen un ciclo vital y una historia evolutiva análoga a la de un organismo. También utilizó la idea de clímax para desarrollar un sistema de clasificación de las unidades de vegetación que dominaron la ecología vegetal durante la primera mitad del siglo XX.
Recién en la década del 50 se abandonó la concepción de Clements a pesar de que Henry Allen Gleason (1882-1975) ya en 1926 propuso el concepto individualista de las asociaciones vegetales en contraposición a la metáfora organísmica. Argumentaba que no existían comunidades vegetales fijas y definidas ya que era consciente de que los cambios ambientales aún de corta duración podían ejercer efectos profundos en la abundancia de las especies.
A mediadosde los años 20, comienza el auge de la ecología matemática, los modelos de crecimiento poblacional y de interacciones. Surgieron los conceptos de "Cadena alimentaria", "Pirámide de números" y "Nicho". La ecología matemática comenzó con el análisis del crecimiento poblacional dentro de una especie a partir de los estudios de Raymond Pearl sobre los cambios en las poblaciones humanas luego de la I Guerra Mundial y descubrió que el crecimiento de la población humana en el tiempo seguía una curva regular, que denominó logística y comenzó a ser utilizada por los ecólogos que querían estudiar las fluctuaciones poblacionales. La ecuación logística fue empleada independientemente por el físico Italiano Vito Volterra y el matemático Alfred Lotka, para construir un modelo básico de competencia entre dos especies y depredación también en un sistema de dos especies. Elton desarrolló el concepto de nicho como referencia al lugar de los animales en la cadena alimenticia. Según Grinnel la interpretación del nicho está vinculada con el lugar donde vive el organismo y era indistinguible del concepto de hábitat. En cambio, para Gause el nicho indicaba el lugar de una especie en la comunidad y formuló el principio de la exclusión competitiva.
El concepto de nicho fue rigurosamente definido recién en 1957 por Hutchinson como un hiper-volumen de dimensiones (que comprende las condiciones y recursos) en donde una población puede completar su ciclo vital. A pesar de la intención de Hutchinson de definir el nicho, existen problemas con la adopción de los diferentes conceptos teóricos que en el momento de ir a la práctica presentan problemas metodológicos y experimentales, es decir, obstáculos epistemológicos, según Bachelard, como las dificultades que obstaculizan el desarrollo de la disciplina (el obstáculo básico que presenta la experiencia misma o el conocimiento general).
A partir de los años 70 se considera que las regiones más críticas desde el punto de vista ecológico son las zonas de interpenetración de ecosistemas diferentes, que al reunirse forman un todo llamado biósfera. Esta época se caracterizó por la crisis ambiental, tomándose conciencia del carácter limitado de los recursos naturales y de la problemática ambiental generada por el crecimiento de las poblaciones humanas y la contaminación producto del desarrollo industrial y de la agricultura. 
 	La etapa final está caracterizada por la inclusión en el concepto mismo de ecología, del papel predominante que la humanidad desempeña en la biósfera, de la responsabilidad que tiene en su evolución y de la necesidad de tomar en consideración ciertos aspectos intangibles o no cuantificables del ser humano, tales como la percepción que se tiene del entorno y la manera como se concibe la calidad de la vida. Representada en la Conciencia del Cambio Global, como problemática ecológica e interdisciplinaria.
Relación con otras ciencias
Las complejas interacciones que tienen lugar dentro del ecosistema conllevan todo tipo de procesos físicos y biológicos. Para estudiar estas interacciones, la ecología tiene que recurrir a otras ciencias auxiliares. Esta dependencia hace de la ecología una ciencia interdisciplinaria. La ecología está profunda e inseparablemente relacionada con disciplinas, como la zoología, la geografía, la botánica, la edafología, la estadística, las matemáticas, física, química, la salud pública, la sociología, etc. Los conocimientos por estas ramas del saber le permiten elaborar, aplicando sus propios métodos con una versión específica de la naturaleza y una formulación de nuevos principios biológicos. No obstante, esta conexión entre la Ecología y otras ciencias biológicas, no desdibujan los límites propios que la configuran (GRANDA S. V., GONZALEZ V. H., LÓPEZ B M. I. (2016); Principios de Ecología General).
Ecología
La materia en el universo se organiza en una escalera de complejidad creciente, cada escalón constituye un nivel de organización cuyos componentes tienen propiedades heredadas de niveles anteriores más simples y propiedades nuevas emergentes de ese grado de complejidad. A cada nivel le corresponden las leyes de los niveles anteriores más las leyes de sus propiedades emergentes. Así cada uno de esos niveles es estudiado por una ciencia: el de los átomos por la física, el de las moléculas por la química, el de los organismos por la biología. Pero los organismos también son estudiados por la ecología, ciencia que además estudia niveles de organización más complejos: poblaciones y comunidades. El nivel de población está formado por un conjunto de organismos de una especie que habitan en un lugar determinado; el de comunidad es el que surge de poblaciones superpuestas e interrelacionadas. Los ecólogos generalmente estudian relaciones estructurales y funcionales que se forman entre los niveles de poblaciones o de comunidades y el ambiente físico y químico. También estudiando a los ecosistemas en su conjunto, es decir, a las comunidades dentro de su ambiente, el ciclo que sigue la materia y el flujo de energía, además de los balances de los elementos químicos en ese sistema complejo. 
Hace varias décadas ha habido un interés y preocupación creciente en relación a las consecuencias de las modificaciones, perturbaciones y hasta explotaciones por parte de la actividad humana. Por esta causa han surgido investigación relacionados con, los efectos del cambio climático sobre los ecosistemas, el impacto de las especies invasoras en una comunidad, la dinámica de las poblaciones de especies consideradas plagas o la de aquellas que se encuentran en riesgo de extinción; estas investigaciones brindan la información necesaria para que el ser humano sea capaz de comprender las causas e identificar los medios para mitigar sus impactos(SMITH T. SMITH R. (2007); Ecología 6ta edición).
Niveles de jerarquización
La ecología abarca un área de investigación muy amplia, desde individuos hasta ecosistemas. Los diferentes niveles de organización del espectro biológico han sido considerados por Odum (1971) como sistemas biológicos. Cada uno de los componentes bióticos representa un nivel de organización con características y funciones propias. Cada nivel es un sistema diferente con complejidades e interacciones que no se pueden predecir a través del conocimiento de otro nivel. Se tratan especialmente los sistemas: individual, poblacional, comunidad, el ecosistema y la biosfera como niveles de jerarquía. 
En ecología, una población es un grupo de individuos de la misma especie que ocupa una zona determinada. Las poblaciones de plantas y animales del ecosistema no funcionan de forma independiente unas de otras. Algunas poblaciones compiten con otras poblaciones por recursos limitados, como comida, agua o espacio. En otros casos, una población es el recurso alimenticio de otra. Dos poblaciones pueden beneficiarse mutuamente, cada una de ellas funcionando mejor en presencia de la otra. Todas las poblaciones de diferentes especies que viven e interactúan dentro de un ecosistema se denominan colectivamente comunidad. Algunos individuos consumen plantas, los depredadores se alimentan de sus presas, y los individuos compiten por recursos limitados. Cuando los individuos mueren, otros organismos consumen y destruyen sus restos, reciclando los nutrientes contenidos en su tejido muerto nuevamente en el suelo. Este conjunto de interacciones entre los seres vivos y su medio ambiente es justamente el objeto de estudio de la ecología (SMITH T. SMITH R. (2007). Ecología. Madrid España. Pearson Educación).
Los ecosistemas
El medio ambiente es un lugar, una localización física en el tiempo y en el espacio en el que los distintos organismos llevan a cabo los procesos necesarios para la vida y supervivencia. Puede ser tan grande y estable como un océano o tan pequeño y transitorio como un charco en el suelo después de una lluvia de primavera. Este medio ambiente incluye tanto las condiciones físicas como la variedad de organismos que coexisten dentro de sus límites. Esta entidad eslo que los ecólogos denominan el ecosistema.
Los organismos interactúan con el medio ambiente dentro del contexto del ecosistema. El mismo consta de componentes que interactúan funcionando como una unidad. En términos generales, el ecosistema está formado por dos componentes básicos que interactúan: el componente vivo, o biótico y el físico, o abiótico que comprenden factores químicos y físicos, como la temperatura, la luz el agua y los nutrientes.
Un ecosistema está formado por todos los organismos que viven en una comunidad y por todos los factores abióticos con los que éstos interactúan. Al igual que lo que ocurre con las poblaciones y las comunidades, los ecosistemas no tienen límites netos. 
No independientemente de su tamaño, la dinámica del ecosistema implica dos procesos que no se pueden describir en forma completa como procesos y fenómenos de población o comunidades: el flujo de energía y los ciclos químicos. La energía ingresa en la mayoría de los ecosistemas en forma de luz solar. Los organismos autótrofos la convierten en energía química. Luego pasa a los heterótrofos en los compuestos orgánicos de los alimentos, y se disipa en forma de calor. Los elementos químicos, como el carbono y el nitrógeno, cumplen un ciclo entre los componentes bióticos y abióticos del ecosistema. Los organismos fotosintéticos asimilan estos elementos en forma de compuestos inorgánicos del aire, el suelo y el agua y lo incorporan a moléculas orgánicas, algunas de las cuales se consumen por los animales. Los elementos vuelven en forma inorgánica al aire, al suelo y al agua por el metabolismo de las plantas y de los animales y por la acción de otros organismos, como bacterias y hongos, qué descomponen los desechos orgánicos y organismos muertos (SMITH T. SMITH R. (2007); Ecología 6ta edición).
La materia y la energía se movilizan a través de los ecosistemas por transferencia de sustancias durante la fotosíntesis y por las relaciones alimentarias. Sin embargo, dado que la energía, a diferencia de la materia, no puede ser reciclada, el ecosistema debe recibir energía de forma constante de una fuente externa, en la mayoría de los casos, el sol. La energía fluye a través de los ecosistemas, mientras que la materia se recicla en ellos.
https://tiposde.pro/tipos-de-ecosistemas/ 
Las comunidades
Al observar distintos paisajes es posible identificar conjuntos de individuos de diferentes especies: plantas y animales que conforman las poblaciones locales. Al compartir sus ambientes y hábitats, estas especies vegetales y animales interactúan de diferentes maneras. El grupo de especies que ocupa un área determinada, interactuando tanto directa como indirectamente, se denomina comunidad. Esta definición abarca el concepto de comunidad en su sentido más amplio. En un concepto espacial: el conjunto de especies que ocupan un lugar que posee un límite definido. Debido a que generalmente los ecólogos no estudian la comunidad completa, el término comunidad es utilizado en un sentido más restringido; se refieren a un subsistema de especies, como comunidades de plantas, pájaros (aves), mamíferos pequeños o peces. 
La definición de comunidad también reconoce que las especies que habitan en una asociación estrecha deben interactuar. Deben competir por los recursos compartidos, como alimento, luz, espacio o humedad. Una puede depender de otra como fuente de alimentación. Pueden suministrarse ayuda mutua o pueden no tener efectos directos una sobre otra.
Como la población, una comunidad posee atributos que difieren de aquellos individuos que la componen y que tienen significado sólo con referencia al conjunto. Estos atributos incluyen el número de especies, su abundancia relativa, la naturaleza de sus interacciones y la estructura física (definido principalmente por la forma de crecimiento de los componentes vegetales de la comunidad).
Una comunidad ecológica se compone de todas las poblaciones que interactúan dentro de un ecosistema; en otras palabras, una comunidad es el componente biótico, o animado, de un ecosistema. Las redes de interacciones entre los seres vivos tienden a mantener un equilibrio entre los recursos y el número de individuos que los consumen. Cuando las poblaciones interactúan unas con otras e influyen en la capacidad de cada una para sobrevivir y reproducirse, sirven como agentes de selección natural. Estos individuos engendran un mayor número de crías y con el tiempo sus características hereditarias llegan a predominar en la población de presas. De esta forma, al mismo tiempo que limitan el tamaño de las poblaciones, las interacciones en la comunidad moldean el cuerpo y el comportamiento de las poblaciones que interactúan (SMITH T. SMITH R. (2007); Ecología 6ta edición).
Las interacciones de la comunidad más importantes son la competencia, la depredación, el parasitismo y el mutualismo. Si suponemos que en cada una de estas interacciones participan dos especies, los tipos de interacciones se caracterizarán en función de si cada especie resulta perjudicada o beneficiada. 
(http://uapas1.bunam.unam.mx/ciencias/ecologia_de_comunidades/)
Las poblaciones 
En ecología, una población es un grupo de individuos de la misma especie que ocupa una zona determinada. Las poblaciones de plantas y animales del ecosistema no funcionan de forma independiente unas de otras. Algunas poblaciones compiten con otras poblaciones por recursos limitados, como comida, agua o espacio. En otros casos, una población es el recurso alimenticio de otra. Dos poblaciones pueden beneficiarse mutuamente, cada una de ellas funcionando mejor en presencia de la otra. Todas las poblaciones de diferentes especies que viven e interactúan dentro de un ecosistema se denominan colectivamente comunidad. Por lo tanto, la población es un conjunto de individuos que habitan una localidad determinada y que pueden intercambiar material genético. O también un grupo de organismos de la misma especie que se reproducen entre sí y que conviven en el espacio y en el tiempo (SMITH T. SMITH R. 2007; Ecología 6ta edición).
Entonces es posible entender que la interacción entre este ambiente y sus componentes (bióticos y abióticos) es denominada ecosistema, que en un sentido más amplio es definida como una unidad biológica funcional de la vida, y a su vez como un conjunto de organismos y su entorno físico en un lugar y en un tiempo dado. Es un sistema ecológico complejo que abarca la biocenosis, es decir el conjunto de organismos vivos o elementos bióticos de un área determinada (plantas, animales, hongos, bacterias, etc.,) que interactúan entre sí mediante procesos como la depredación, el parasitismo, la competencia y la simbiosis; al mismo tiempo, se encuentran estrechamente enlazados con el biotopo, o sea el medio ambiente físico o elemento abiótico (las rocas, la tierra, los ríos, el clima) esto al desintegrarse y volver a ser parte del ciclo de energía y de nutrientes, consistiendo entonces en entidades materiales bióticas y abióticas integradas de forma armónica en un espacio determinado.
Ahora se puede ver que el ecosistema, formado por la comunidad biótica y el medio ambiente físico, tiene varios niveles. En un primer nivel, los organismos individuales, responden al medio ambiente físico e influyen sobre él. En el siguiente nivel, los individuos de la misma especie forman poblaciones, tal como una población, que pueden describirse en términos de cantidad, tasa de crecimiento y distribución por edades. Además, los individuos de estas poblaciones interactúan entre sí y con los individuos de otras especies para formar una comunidad. Los herbívoros consumen plantas, los depredadores se alimentan de sus presas, y los individuos compiten por recursos limitados. Cuando los individuos mueren, otros organismos consumen y destruyen sus restos, reciclando los nutrientes contenidos en su tejido muerto nuevamente en el suelo.
Todos interactúan a través del flujo unilateral de energía y reciclado de nutrientes. Es un sistema abierto porque requiere suministro continuo de energíay nutrientes para persistir.
Todos los ecosistemas funcionan con energía capturada por productores primarios. Estos autótrofos que producen su propio alimento que obtienen de la energía de una fuente inerte (generalmente la luz solar) y la emplean para sintetizar compuestos orgánicos a partir de dióxido de carbono y agua. Los consumidores son heterótrofos, obtienen energía y carbono alimentándose de tejidos, desechos y residuos de productores y de otros de su tipo. Se puede describir a los consumidores por su dieta. Los herbívoros se alimentan de plantas y los carnívoros de la carne de animales, los parásitos viven dentro de un huésped vivo y se alimentan de sus tejidos. Los omnívoros devoran materiales tanto animales como vegetales. Los detritívoros, como las lombrices de tierra y cangrejos, se alimentan de pequeñas partículas de materia Orgánica o detritos. Los descomponedores se alimentan de desechos orgánicos y residuos descomponiéndolos en sus bloques inorgánicos constitutivos. Los principales descomponedores son bacterias y hongos.
La energía fluye unilateralmente: entra al ecosistema, pasa por sus diversos componentes vivos y regresa al entorno físico. La energía luminosa capturada por los productores se transforma en energía de enlace en las moléculas orgánicas, la cual es liberada por reacciones metabólicas donde se desprende como calor. Este es un proceso unilateral, porque la energía calorífica no puede reciclarse; los productores no pueden transformar el calor en energía de enlaces químicos.
En contraste, muchos nutrientes se reciclan dentro del ecosistema. El ciclo se inicia cuando los productores captan hidrógeno, oxígeno y carbono de fuentes inorgánicas como el aire y el agua. Además de captar nitrógeno, fósforo y otros minerales disueltos necesarios para la biosíntesis. Los nutrientes pasan de productores a los consumidores que los ingieren. Cuando un organismo muere, la descomposición devuelve los nutrientes al medio y allí los productores los captan de nuevo. 
Como se he mencionado, el ambiente no es constante y los recursos son limitados. Ninguna población es capaz de crecer indefinidamente. En particular, las poblaciones que presentan un crecimiento exponencial se enfrentan a los límites ambientales. A medida que se modifica la densidad de una población, se producen interacciones limitadas por el ambiente entre los miembros de la población, las cuales tienden a regular el tamaño poblacional. A medida que aumenta la densidad de una población, la demanda de recursos se incrementa. Si la tasa de consumo supera el ritmo al cual se vuelven a suministrar los recursos, la base de recursos disminuirá. La disminución de recursos y el potencial de una distribución desigual de los recursos conducirán a una mayor mortalidad, una menor fecundidad o ambos (SMITH T. SMITH R. 2007; Ecología 6ta edición). 
(https://cursosonlineweb.com/niveles-de-organizacion-de-la-ecologia.html)
El nicho fundamental restringe la estructura de las comunidades
Todos los organismos vivos tienen un rango de condiciones ambientales bajo las cuales pueden sobrevivir, crecer y reproducirse. Este rango de condiciones ambientales no es el mismo para todos los organismos. Las condiciones bajo las cuales un organismo puede funcionar de manera favorable son consecuencia de una amplia variedad de adaptaciones fisiológicas, morfológicas y de comportamiento. Además de permitir al organismo funcionar bajo un rango específico de condiciones ambientales, estas mismas adaptaciones también limitan su capacidad para funcionar igualmente bien bajo condiciones diversas. Las plantas que se adaptan a ambientes con mucha luz muestran características que les impiden crecer con éxito bajo condiciones de poca luz. Los animales que regulan la temperatura corporal a través de la ectotermia (animales de sangre fría) son capaces de reducir sus requerimientos de energía durante los periodos de escasez de recursos. Sin embargo, la dependencia de fuentes externas de energía limita los periodos diurnos y estacionales de actividad como también la distribución geográfica de los poiquilotermos (que carecen de mecanismo regulador de la temperatura). Cada serie de adaptaciones refleja una solución a un conjunto de condiciones ambientales y, de manera inversa, impide la adaptación a otras. El conjunto de adaptaciones es lo que define el nicho fundamental de las especies. 
Las condiciones ambientales varían con el tiempo y con el espacio. La respuesta de cada especie se define en términos de abundancia. Aunque los nichos fundamentales se superponen, cada especie tiene límites más allá de los cuales no puede sobrevivir. La distribución del nicho fundamental a lo largo del gradiente ambiental representa una restricción de gran importancia en la estructura de las comunidades. Para un determinado rango de condiciones ambientales, sólo un subconjunto de especies puede sobrevivir, crecer y reproducirse. A medida que las condiciones ambientales se modifican, entre un lugar y otro, la posible distribución y abundancia de las especies cambiará, y esto modificará la estructura de la comunidad. 
El nicho ecológico
El concepto de nicho ecológico es importante para comprender cómo la competencia entre especies y dentro de cada una selecciona las adaptaciones en la forma del cuerpo y el comportamiento. Cada especie ocupa un nicho ecológico único que abarca todos los aspectos de su forma de vida incluyendo el hogar físico o hábitat del organismo. Además, el nicho incluye todos los factores ambientales físicos necesarios para la supervivencia y reproducción como los sitios de crianza y las guaridas, los intervalos de temperatura en los que el organismo sobrevive, la cantidad de humedad que requiere, el pH del agua o del suelo donde puede habitar, el tipo de nutrimentos del suelo que le hacen falta y el grado de sombra que tolera. El nicho ecológico comprende todo el “papel” que una especie dada desempeña dentro de un ecosistema, incluyendo lo que come (o consume, si es que obtiene energía a partir de la fotosíntesis) y las demás especies con las que compite. Aunque los diversos tipos de organismos comparten muchos aspectos de su nicho con otros, no hay dos especies que ocupen exactamente el mismo nicho ecológico (AUDESIRK T. AUDESIRK G. BYERS B. 2008. Biología. La vida en la tierra). 
Es importante distinguir dos conceptos interrelacionados, el de hábitat y el de nicho ecológico. El tipo de lugar donde una especie vive normalmente es su hábitat, y todas las especies que viven en un hábitat representan una comunidad. Una comunidad tiene una estructura dinámica y algunos factores que influyen en la mismo son: Primero, el clima y la topografía influyen en las características del hábitat incluyendo la temperatura, el suelo y la humedad. Segundo, un hábitat solo tiene ciertos tipos y cantidades de alimentos y otros recursos. Tercero, las especies tienen características que les permiten adaptarse a ciertas condiciones del hábitat. Cuarto, las especies interactúan de tal manera que provocan cambios en su número y abundancia. Finalmente, el momento y la historia de las alteraciones, tanto naturales como inducidas por el hombre, afectan la estructura comunitaria. Se dice en general que el nicho ecológico de una especie es la función que cumple dentro del ecosistema. Una definición algo más exacta es decir que el nicho es la posición que ocupa la especie en la red trófica del ecosistema. Pero es necesario incluir en este concepto otras variables (por ejemplo: a qué horas come el organismo, dónde obtiene su alimento, dónde y cómo construye sus refugios, si lo hace, etc.) de ahí que Hutchinson describiera al nicho ecológico como un “hiperespacio de n-dimensiones”. Cada una de las dimensiones sería una variable ambiental ante la cual el organismo tiene preferencia o un cierto espectro de respuestas; por ejemplo, la temperatura ambiental, la cantidad de luz, la oferta de alimento, la distribución de depredadores, el espacio disponible para anidar o refugiarse, la salinidad, la humedad,etc. Cada especie tiene un “nicho ideal”, que es el espectro completo de todas las variables que podría aprovechar y un “nicho real” que es el espectro que efectivamente aprovecha. Es importante poder diferenciar ambos conceptos y entender que el hábitat es un poco más amplio, que se refiere a un lugar físico que puede abarcar varios nichos ecológicos. (AUDESIRK T. AUDESIRK G. BYERS B. 2008. Biología. La vida en la tierra).
Cabe agregar que las interacciones entre las especies de la comunidad que se ubiquen en ese mismo hábitat serán de carácter complejo y variado, sin embargo, es posible clasificarlas en función al efecto que cada población tiene sobre la otra: Competencia, Depredación, Parasitismo, Comensalismo y Mutualismo. En la competencia ambas poblaciones se perjudican, en la depredación y el parasitismo una población es perjudicada y la otra beneficiada; el mutualismo consiste en un beneficio recíproco y el comensalismo consiste en el beneficio de una sola población mientras que la otra permanece neutra, es decir, no obtiene beneficio ni es perjudicada.
Entonces los organismos obtienen la materia y energía del medio de forma variada y, aquellos que lo hacen de formas similares se agrupan dentro de una cadena o nivel trófico. 
Tipos de relaciones 
Relaciones Intraespecificas: Son las que se establecen entre individuos de la misma especie, pudiendo tener una duración determinada (temporales), o durar prácticamente toda la vida (perennes). Asimismo, se puede hablar de favorables, si se crea una cooperación encaminada a la consecución del alimento, a la defensa de la especie de los depredadores, del frío o del calor excesivo, etc. o perjudiciales, si provocan la competencia por el alimento, la luz y el espacio (GARCÍA PÉREZ, S.P, 2017). 
Las relaciones intra-específicas pueden presentarse de diferentes maneras:
 Asociaciones Familiares: Son las relaciones tendientes a la procreación, manutención y protección de la prole, apareamiento, nidificación, alimentación de crías. 
 Asociaciones Coloniales: Se componen de individuos que cooperan mutuamente para resolver necesidades de toda la población. Presentan niveles jerárquicos funcionales o con tareas determinadas. 
 Asociaciones Gregarias: Constituidas por conjuntos de individuos que viven en común durante un período más o menos largo con el fin de ayudarse mutuamente en la defensa y búsqueda de alimento (rebaño de cebras), para trasladarse juntos (aves migratorias) o para reproducirse (algunos primates). Además, se caracterizan por la alta densidad, es decir, por la abundancia de individuos en un espacio determinado. 
 Asociaciones Estatales: Formadas por individuos jerarquizados en una auténtica sociedad. Los individuos suelen estar diferenciados anatómica y fisiológicamente, es el caso de insectos sociales: abejas, hormigas, termes. Los individuos están divididos en grupos sociales o castas.
Relaciones Interespecificas: Las relaciones inter-específicas son aquellas que surgen en una comunidad biótica entre individuos de especies diferentes. Según el investigador en biología evolutiva Maynard Smith (1998) aunque no existen límites precisos entre estas interacciones, se pueden distinguir tres tipos principales: competencia, explotación o depredación y mutualismo, cuyos efectos sobre las poblaciones interactuantes contribuyen en la regulación del tamaño de las poblaciones y en sus procesos evolutivos. 
El efecto de las relaciones puede ser positivo (+) para la (s) especie (s) que se beneficie (n), negativo (-) para la (s) que se perjudica (n) y neutro (0) cuando no hay evidencia de efectos, ni positivos, ni negativos sobre ellas. Las relaciones inter-específicas influyen sobre la supervivencia, reproducción y crecimiento de una población, así como en su distribución y evolución (GARCÍA PÉREZ S.P, 2017). 
Teniendo en cuenta la descripción anterior, las relaciones inter-específicas pueden ser de variadas maneras como se explican a continuación: 
 Relación Interespecificas Neutra: Se presenta cuando las poblaciones de una comunidad no se causan entre sí perjuicios o beneficios. 
 Relaciones Interespecificas Positivas o Simbióticas: Este tipo de interacciones ocurre cuando las especies que coexisten en un hábitat interactúan obteniendo algún beneficio para ambas al menos para una de ellas, manteniéndose la otra neutra. Estas pueden ser de varios tipos: simbiosis, mutualismo y comensalismo. 
La simbiosis
La simbiosis, que literalmente significa “vivir juntos”, se define como una interacción estrecha entre organismos de especies diferentes durante un tiempo prolongado. Considerada en su sentido más amplio, la simbiosis incluye el parasitismo, el mutualismo y el comensalismo. Aunque una de las especies siempre saca provecho de las relaciones simbióticas, la segunda especie puede sufrir daño, recibir beneficios, o bien, no verse afectada.
Mutualismo
Sí, cómo se acepta en la actualidad, la hipótesis acerca del origen de las células eucariontes es correcta, todos los eucariontes debemos nuestros orígenes al mutualismo. Se llama mutualismo a una relación entre dos especies que resulta beneficiosa para ambas. El mutualismo suele ser temporal y no obligatorio. 
Cuando dos especies interactúan de forma que ambas obtienen provecho de ello, la relación recibe el nombre de mutualismo. Algunos socios mutualistas han coevolucionado al grado de que ninguno de ellos sobrevive por sí solo. Las relaciones mutualistas en las que participan vertebrados son poco frecuentes y, por lo regular, menos íntimas y extendidas.
 
(https://www.expertoanimal.com/simbiosis-definicion-y-ejemplos-23577.html) 
Por ejemplo, muchos peces evitan a las anémonas marinas, que tienen células urticantes llamadas nematocistos en sus tentáculos. No obstante, el pez payaso puede anidar entre esos tentáculos. Una capa mucosa lo protege de los tentáculos y éstos lo mantienen a salvo de los depredadores. El pez payaso paga el favor a su compañero ahuyentando a los pocos peces que se alimentan de los tentáculos de la anémona.
Comensalismo 
Otro tipo de relaciones directas entre las poblaciones es el comensalismo, una relación beneficiosa para una especie pero que no beneficia ni daña la otra. Significa compartir la mesa (CURTIS H. BARNES S. SCHNECK A. MASSARINI A. 2008. Biología). 
(https://www.ejemplos.co/15-ejemplos-de-comensalismo/)
Relaciones Interespecificas negativas o antagónicas: Este tipo de relaciones ocurre cuando una de las especies que interactúan se perjudica, mientras que la otra se beneficia o se mantiene neutra. Según el ecólogo Gause (1934) pionero de la biología matemática, “las especies de una comunidad biótica pueden coexistir únicamente cuando los recursos mínimos que necesitan para subsistir son suficientes, o la manera de aprovechar dichos recursos, se diferencia entre una especie y otra; si esto no ocurre, el competidor más fuerte ocupará por completo el nicho del competidor más débil, provocando su exclusión del ambiente; esto se conoce como el “Principio de exclusión competitiva”.
Depredación
La interacción entre depredadores y sus presas son muy diversas. Incluyen la ingestión total o parcial de plantas por animales, y de animales por animales, la digestión de pequeños animales por plantas carnívoras o por hongos y la reducción del crecimiento, la fecundidad la supervivencia de la presa por parásitos y patógenos. Aquellos depredadores que obtienen alimento más eficientemente dejarán más descendencia, lo mismo ocurre con aquellas presas que sean más eficientes en evitar que las devoren.
El efecto sobre los individuos es claro, por definición, si se trata de individuos la depredación es beneficiosa para el depredador y perjudicial para la presa. Sin embargo, en el caso de poblaciones de depredadores y presas, los efectos son más complejos y no siempre mayor depredación será mejor para la población de depredadores ni peor para la población de presas. Así, la depredación afecta la evolución tanto del depredador como de la presa y hay un vínculo muy estrecho entre ambas.
Larelación depredador-presa no implica necesariamente agresión, ya que algunas presas con frecuencia eluden a sus depredadores sin entablar combate. Los depredadores utilizan una variedad de recursos para obtener su alimento, recursos que, del mismo modo que otras características fenotípicas adaptativas, están bajo intensa presión selectiva. Entre las presas, algunas especies son maestros en el disfraz y se mimetizan con el ambiente; otras, como los zorrinos, ciertos insectos como la chinche verde y algunas plantas aromáticas cuentan con aromas y sabores repulsivos que favorecen su defensa. Los animales pequeños se valen de escondites y madrigueras. Los de mayor tamaño, para los que es difícil encontrar refugios naturales, usan otro tipo de estrategias.
 
STARR C. TAGGART R. EVERS C. STARR L. (2009). Biología. La unidad y la diversidad de la vida.
La constante interacción entre predadores y presas ha permitido el desarrollo de diversas adaptaciones para el ataque o la defensa, entre las que mencionamos: las adaptaciones químicas, que consisten principalmente en la expulsión de sustancias venenosas, que le permiten a la presa liberarse o disuadir al depredador, y al depredador capturar su presa; las adaptaciones morfológicas, que son cambios en la estructura física de los organismos, como adquirir diferentes formas para evitar ser percibidos o atacados por sus depredadores; las adaptaciones comportamentales que implican una modificación en el comportamiento del individuo, como el agrupamiento que permite tanto al ataque como la defensa; y por último, las adaptaciones fisiológicas como el mimetismo, el camuflaje y la coloración aposemática o de advertencia.
 STARR C. TAGGART R. EVERS C. STARR L. (2009). Biología. La unidad y la diversidad de la vida.
Competencia 
Cuando distintos organismos utilizan un mismo recurso que se encuentran en cantidades limitadas, el resultado es la competencia. Hemos visto que está interacción puede ocurrir entre individuos de una misma especie (competencia intraespecífica) y entre individuos que pertenecen a poblaciones de distintas especies (competencia interespecífica). Los recursos que pueden dar lugar a este tipo de competencias son variados: alimento, agua, luz, sitios de nidificación o madrigueras. 
La competencia puede expresarse como una lucha abierta o puede ocurrir en ausencia de una interacción directa. 
La competencia suele ser más intensa entre organismos con necesidades y estilos de vida similares como puede observarse en las siguientes imágenes que representa una competencia inter especifica entre carroñeros.
 STARR C. TAGGART R. EVERS C. STARR L. (2009). Biología. La unidad y la diversidad de la vida.
Las plantas, por su parte, compiten con otras plantas por la luz y el agua, los herbívoros compiten con otros herbívoros por plantas o algas de las que se alimentan, las aves compiten por sus sitios de nidificación. Dentro de estas categorías, cuanto más similares ecológicamente sean dos especies, más intensa será la competencia entre ellas. 
El parasitismo
El parasitismo se puede considerar como una forma especial de depredación, en la que el depredador es considerablemente más pequeño que la presa. el parásito es un depredador que se alimenta de partes de sus presas, suele hacerlo sobre pocos individuos a lo largo de su vida y suelen no matarlos a corto plazo. el depredador propiamente dicho, en cambio, se alimenta de muchos individuos y suelen matarlos a corto plazo. los herbívoros serían una variante algo diferente, ya que comen parte de sus presas y lo hacen sobre muchos individuos. 
Más de la mitad de las especies de la tierra son parásitos. Las plantas y los animales mantienen centenares de especies parásitas, de hecho, millares y tal vez millones, si se contará a los nematodos y a los virus.
Es más probable que las enfermedades parasitarias eliminen a los individuos muy jóvenes y a los muy viejos al hacer los más susceptibles a otros depredadores, a los efectos del clima o a la escasez de alimentos. Las enfermedades causadas por los parásitos pueden no ser demasiadas virulentas. Si un parásito matase a todos los hospedadores a los cuales se encuentra adaptado, también perecerá. 
En el parasitismo un organismo obtiene la ventaja de alimentarse de otro. Los parásitos viven dentro de sus presas, llamadas huéspedes, o sobre ellas; normalmente las dañan o las debilitan, pero no las matan de inmediato. Entre los parásitos más conocidos están las Tenias, las pulgas y numerosos protozoarios, bacterias y virus patógenos. Muchos parásitos, en particular los gusanos y los protozoarios (como el parásito de la malaria o paludismo), tienen ciclos de vida complejos en los que intervienen dos o más huéspedes. Hay unos cuantos vertebrados parásitos: la lamprea, que se adhiere a un pez huésped y chupa su sangre, es un ejemplo poco común (CURTIS H. BARNES S. SCHNECK A. MASSARINI A. (2008). Biología). 
(https://misanimales.com/parasitismo-caracteristicas-tipos-ejemplos/) 
Redes tróficas
Quizás el proceso más importante que ocurre en la naturaleza sea la adquisición de los alimentos o de la energía y los nutrientes necesarios para la asimilación. Las interacciones entre especies (depredación, parasitismo, competencia, y mutualismo) se encuentran implicadas en la adquisición de recursos alimenticios.
Una representación abstracta de las relaciones alimenticias dentro de una comunidad es la cadena trófica. Una cadena trófica es un diagrama descriptivo: una serie de flechas, cada una apuntando a una especie a partir de otra, lo que representa el flujo de energía trófica desde la presa (la especie consumida) hacia el depredador (el consumidor). 
(AUDESIRK T. AUDESIRK G. BYERS B. (2008). Biología. La vida en la tierra).
Al describir la estructura biótica de los ecosistemas, es evidente que las principales relaciones entre los organismos son de alimentación. Se pueden identificar numerosas secuencias en que un organismo es comido por otro, y éste a su vez por uno más, etc. Cada una de estas secuencias recibe el nombre de cadena alimentaria. No deja de ser interesante trazar estas cadenas, pero es importante tener presente que rara vez son entidades aisladas.
Sin embargo, las relaciones tróficas en la naturaleza no pueden representarse como cadenas tróficas simples y lineales. Por el contrario, implican numerosas cadenas tróficas combinadas en una compleja red trófica con conexiones que van desde los productores primarios hacia una serie de consumidores. Dichas redes tróficas se encuentran altamente interconectadas y sus conexiones representan una amplia variedad de interacciones entre las especies. 
Una sencilla red trófica hipotética podría representarse para describir la estructura de las redes tróficas. Cada círculo representa una especie y las flechas desde los consumidores hacia las especies consumidas se denominan conexiones. Las especies en las redes se distinguen tanto por ser especies basales, especies intermediarias, o bien depredadores superiores. Las especies basales no se alimentan de ninguna otra especie, pero son consumidas por otras. Las especies intermediarias se alimentan de otras especies, y son presa de otras. Los depredadores superiores no son consumidos por depredadores y se alimentan de especies intermediarias y basales. Estos términos hacen referencia a la estructura de la red más que a la realidad estrictamente biológica. Aunque dos especies cualesquiera se encuentren conectadas por sólo una flecha que represente la relación entre depredador (el consumidor) y la presa (la especie consumida), la estructura de las comunidades no puede comprenderse únicamente en términos de las interacciones directas entre las especies. Por ejemplo, un depredador puede reducir la competencia entre dos especies presa, controlando el tamaño de sus poblaciones hacia un nivel menor.
	CAMPBELL N. REECE J. (2005). Biología.
Básicamente, todas las cadenas avanzan por una serie niveles tróficos, cuyo en el primer nivel es posible encontrar organismos autótrofos organismos oproductores primarios son fotosintéticos, en su gran mayoría plantas verdes. Utilizan la energía del Sol en la fotosíntesis para transformar los compuestos inorgánicos en compuestos orgánicos simples, y son los encargados de producir alimento para ellos mismos y para casi todos los organismos vivos en un ecosistema. En un segundo nivel, es posible encontrar organismos que no producen alimento para ellos mismos, sino que utilizan los compuestos orgánicos producidos por los autótrofos, se llaman consumidores o heterótrofos. Los consumidores secundarios o carnívoros forman un tercer nivel trófico, y son los que se alimentan de tejido vivo de otros animales. A los carnívoros que se alimentan de otros carnívoros se les denomina consumidores terciarios y ocupan otro nivel trófico, incluso se pueden encontrar en un ecosistema consumidores cuaternarios, cuando los carnívoros se alimentan de otras presas carnívoras terciarias. En los niveles tróficos podemos observar otros organismos cuya labor es imprescindible para la vida de los ecosistemas, son aquellos que se alimentan de los detritos y los descomponen. Los primeros son un ejército de pequeños animalitos y protistas que en muchas ocasiones no se ven, pero que viven de los desechos de la vida como hojas caídas, desperdicios o cadáveres; los que descomponen los detritos son básicamente hongos y bacterias que digieren el alimento fuera de su cuerpo. Ambos organismos, descomponedores y alimentadores, reducen a moléculas simples, como bióxido de carbono, agua, minerales y moléculas orgánicas que regresan a la atmósfera, suelo y agua, los desechos de los organismos vivos. Ambos forman un enlace vital en los ciclos de nutrimentos de los ecosistemas.
Flujo de energía 
En un ecosistema, la energía unida a la materia fluye, es transportada, transferida, entre los organismos consumiéndose en ese camino. En tal camino pueden distinguirse una serie de niveles tróficos, el primero es el de los productores primarios, formado por los organismos que contienen clorofila. Este nivel es la puerta de entrada de energía solar al ecosistema. Con esa energía y con moléculas inorgánicas que se encuentran en el medio, se sintetiza materia orgánica dentro de las células autótrofas: es la fotosíntesis. La materia orgánica así formada en un área, se denomina producción primaria. Parte de esta producción es respirada por los mismos organismos autótrofos, los productores primarios, que son las plantas verdes, desde los formados por una sola célula como las algas del fitoplancton, hasta los grandes árboles. La producción que queda, representa un aumento de la biomasa de los productores primarios y se la designa producción primaria neta, para distinguirla de la producción primaria bruta que incluye a la producción neta más la que se gasta en la respiración. 
Una parte de la producción neta es ingerida por el nivel trófico siguiente: el de los herbívoros o fitófagos, dando origen a la producción secundaria bruta; restando la energía que se consume en ese nivel en respiración, queda la producción secundaria neta que, a su vez, es utilizada por el tercer nivel trófico, el de los carnívoros o zoófagos de primer grado. Así puede haber uno o dos niveles tróficos más. En tal orden cada nivel sería como un eslabón de una cadena: la cadena trófica, que representa la direccionalidad del paso de la energía de un nivel al otro. 
Cadáveres, excrementos y otros restos producidos por diversos organismos son degradados por la actividad de los descomponedores (bacterias y hongos) que, mediante la respiración, los transforman en compuestos simples muy oxidados de los que ya no puede obtenerse energía aprovechable por los seres vivos. Pero estos compuestos simples sí pueden ser tomados nuevamente por los vegetales y con ellos, y nueva energía luminosa, construir moléculas orgánicas complejas, reiniciando lo que se denomina ciclo de la materia. 
Dentro de los ecosistemas la materia puede reciclarse. Pero no sucede lo mismo con la energía que procede del sol: sabemos, por la segunda ley de la termodinámica, que en cada transformación la energía inexorablemente pierde parte de su capacidad de realizar trabajo, se va degradando como se visualiza en la imagen.
AUDESIRK T. AUDESIRK G. BYERS B. (2008). Biología. La vida en la tierra.
La energía no se recicla, fluye en un solo sentido. El flujo de energía impulsa el movimiento de la materia, que circula por momentos organizada y unida a ella (y por ella) formando los organismos, y conteniendo información. La estructura de los organismos se mantiene a costa de un intenso consumo de energía, sobre todo, en los niveles tróficos más bajos, como las plantas y los herbívoros. La energía se va perdiendo entre un nivel y el otro en forma de calor, o se va utilizando en los procesos fundamentales del cuerpo del consumidor. De manera que, en cada nivel trófico hay menos energía disponible. 
Ciclo de la materia 
Si bien como se ha mencionado anteriormente, el flujo de energía sigue una dirección lineal, esto no ocurre con la materia. La energía almacenada y la materia disponible se utiliza en parte en procesos biológicos, tales como la respiración, transpiración, fotosíntesis y descomposición; geológicos como erosión, formación de suelos y sedimentación; y químicos que consisten básicamente en reacciones de oxidación-reducción. 
Los ciclos de la materia consisten en transferir los elementos químicos desde los sistemas biológicos a los geológicos, y viceversa, e incluyen una gran variedad de procesos biológicos, geológicos y químicos por lo que se les denomina ciclos biogeoquímicos, los cuales guardan y transportan estos elementos tan importantes para que puedan ser utilizados por los organismos vivos. En Ecología, se define ciclo biogeoquímico como el circuito donde un nutriente se mueve entre los componentes abiótico y biótico de los ecosistemas.
Cada ciclo tiene diferentes rutas y diferentes reservorios, o lugares de almacenamiento, también llamados reservas, fuentes o compartimentos, donde los elementos pueden permanecer durante periodos cortos o largos de tiempo. Durante millones de años los ciclos biogeoquímicos se han repetido sin cesar, dando lugar a un determinado equilibrio ecológico que ha condicionado las distintas formas de vida que actualmente se conocen sobre la Tierra. Los ciclos biogeoquímicos están perfectamente regulados por diversas retroalimentaciones.
Ciclo del fosforo
El fósforo es esencial para la formación de las moléculas energéticas de ADP y ATP a nivel celular. Además, es un componente de los fosfolípidos de la membrana celular, así como de las moléculas de ácido desoxirribonucleico (ADN), y de la estructura de los dientes y los huesos.
El ciclo del fósforo es de tipo sedimentario, porque sus principales reservorios son las rocas, suelos y sedimentos. Así que para que los organismos puedan utilizarlo, se debe pasar por un proceso de meteorización o fragmentación de las rocas, seguido por su erosión y circulación por el suelo o transporte en un medio líquido, como el agua.
El fósforo se almacena en rocas fosfatadas, y a medida que estas son meteorizadas o fragmentadas y luego erosionadas se van liberando compuestos fosfatados hacia el suelo y el agua. Los organismos autótrofos lo absorben en forma de fosfatos del suelo o del agua y de ellos fluye a los consumidores, a través de las cadenas alimentarias. El fósforo se reincorpora al suelo por la acción de los desintegradores sobre los excrementos y organismos muertos (PARGA M. 2013, p. 39-40). 
	AUDESIRK T. AUDESIRK G. BYERS B. (2008). Biología. La vida en la tierra.
Ciclo del carbono
Todos los seres vivos participan en el ciclo del carbono, el cual incluye una fase de síntesis de materia orgánica y compuestos carbonados y una fase de desintegración, durante la cual estas sustancias son convertidas a sus componentes inorgánicos.
El carbono se encuentra en suelo, aire y agua. En el suelo, se ha acumulado durante millones de años en rocas carbonatadas, minas de carbón y yacimientos de petróleo.En la atmósfera está presente abundantemente, como dióxido de carbono gaseoso, y en el agua, está disuelto. Los bosques lo contienen conformando la materia orgánica.
El carbono es el componente principal de los seres vivos. En forma de dióxido de carbono, CO2, es utilizado por las plantas para realizar el proceso de fotosíntesis y producir biomasa primaria, de donde es transferido a otros seres vivos a través de las cadenas alimentarias.
El carbono se transforma en procesos como la fotosíntesis, la respiración aerobia, difusión oceánica, meteorización de rocas, vulcanización, desintegración de materia orgánica y sedimentación. La renovación del carbono atmosférico (proveniente de erupciones volcánicas, productos metabólicos de los seres vivos y diferentes actividades humanas)posee varios reservorios naturales y ocurre cada 20 años aproximadamente, y en algunos procesos como la formación de combustibles fósiles, puede tomar millones de años. 
Los organismos autótrofos son indispensables para captar el CO2 del medio acuático o terrestre y junto al agua son la materia prima de la fotosíntesis, para transformar la energía solar en energía química almacenada en sus tejidos en forma de cadenas de carbohidratos, lípidos y proteínas. Luego, el carbono es transferido a otros seres vivos a través de las cadenas alimentarias, que lo utilizan para sus funciones vitales, y lo devuelven al medio para continuar el ciclo. Los microorganismos tales como las bacterias y los hongos, son capaces de desintegrar los compuestos orgánicos en sus componentes inorgánicos, reintegrándolo al ciclo. 
AUDESIRK T. AUDESIRK G. BYERS B (2008). Biología la vida en la tierra.
Ciclo del nitrógeno 
El nitrógeno es uno de los componentes fundamentales de la clorofila. Hace parte de sustancias tan importantes en los seres vivos como ácidos nucleicos, aminoácidos y proteínas. El nitrógeno (N2) se encuentra en el aire, con un 80% de su composición. En el suelo también hay nitrógeno, formando compuestos como los nitratos y nitritos.
El nitrógeno tiene varios reservorios naturales. También se produce en cantidades muy pequeñas con los relámpagos, los incendios forestales y en los flujos de lava el nitrógeno se encuentra en la atmósfera no puede ser incorporado directamente por los seres vivos, y el que está en el suelo, solo puede ser captado por bacterias especializadas, que permiten que algunas plantas lo asimilen y luego lo transfieran a los heterótrofos, a través de las cadenas alimentarias. La captación de nitrógeno por los seres vivos involucra la acción de diversos organismos capaces de fijarlo. Las bacterias Rhizobium captan el nitrógeno molecular atmosférico y lo fijan en las raíces de leguminosas como fríjoles, arvejas y tréboles, en forma de amonio. Otras bacterias no necesitan plantas anfitrionas para fijar el nitrógeno, se desnitrificantes denominan fijadoras de nitrógeno sin límite. En los ecosistemas acuáticos, las algas azules se han especializado bacterias nitrificantes en fijar el nitrógeno diluido en el agua.
AUDESIRK T. AUDESIRK G. BYERS B. (2008). Biología. La vida en la tierra.
Luego ocurre el proceso de mineralización o nitrificación, realizado por las bacterias nitrificantes, que transforman el amonio en nitritos, en presencia de oxígeno, y las bacterias Nitrobacter, que convierten los nitritos en nitratos.
Los organismos autótrofos incorporan los nitratos, para formar aminoácidos y proteínas que requieren para sus funciones orgánicas. Luego, estas sustancias son transferidas a los consumidores, a través de las cadenas alimentarias y utilizadas para la formación de ácidos nucleicos, aminoácidos y proteínas.
Cuando los organismos expulsan sus excrementos, o cuando ocurre la descomposición y putrefacción de restos orgánicos, inicia el proceso de desnitrificación o amonificación. En este proceso, las bacterias desnitrificantes transforman estos compuestos nitrogenados, hasta sus componentes inorgánicos, como los nitratos, nitritos y nitrógeno gaseoso, según la secuencia. De esta manera, el ciclo continúa (PARGA E. 2013, pág. 42-43). 
Ciclo del agua
El agua ocupa las tres cuartas partes del planeta. Se encuentra en océanos, ríos, arroyos, lagos, casquetes polares, aguas subterráneas, y como vapor en la atmósfera. 
El agua es otra sustancia vital de la biosfera que también se recicla, manteniendo su abundancia y composición de sales y minerales en los diferentes reservorios.
El agua constituye del 50 al 90% del peso de los organismos y se requiere en prácticamente todas las reacciones químicas celulares. Contribuye en el transporte de nutrientes minerales provenientes de rocas fragmentadas, en el mantenimiento de la cubierta vegetal y la materia orgánica, microfauna y vegetación con raíces sanas.
 El agua se transforma en este ciclo mediante procesos tales como evaporación, condensación, transpiración, precipitación, filtración, etc. Los procesos que permiten el reciclaje del agua en la naturaleza incluyen:
• La evaporación (fase líquido-gas). En esta fase, el agua de los océanos se evapora por acción de la energía solar, sumada a la energía calorífica producida en los ecosistemas terrestres. Luego, las corrientes de aire transportan el vapor de agua atmosférico alrededor de la Tierra. Se estima que un 10% del agua marina evaporada se mueve hacia los continentes.
• La condensación (fase gas-líquido). El vapor de agua atmosférico se mezcla con diminutas partículas de polvo, sales y humo. Debido a que la atmosfera alta es muy fría, el vapor se condensa y origina gotas de agua que, en conjunto, forman las grandes nubes, soportadas por las ráfagas de aire ascendente o desplazadas por ellas hacia los continentes.
• La precipitación. Cuando las moléculas de agua que forman las nubes comienzan a colisionar entre sí, se aglomeran formando gotas de agua cada vez más grandes y pesadas que se desprenden de las nubes y dan lugar a la precipitación y escurrimiento. Si la atmósfera está muy fría, el agua cae como nieve o granizo y si es más cálida, cae como gotas de lluvia. Se ha demostrado que la cantidad de agua que se evapora a nivel global es más o menos la misma que se precipita tanto en la superficie terrestre como en los océanos. El agua precipitada toma diversos caminos. La que se precipita en el suelo se escurre hasta llegar a los ríos, lagos o al océano. Otra porción del agua se filtra o percola a través del suelo, almacenándose en pozos de agua subterránea, de donde brota posteriormente en manantiales de agua dulce. El agua que proviene de la descongelación de los glaciares fluye al mar, donde se reinicia el ciclo.
	AUDESIRK T. AUDESIRK G. BYERS B. (2008). Biología. La vida en la tierra.
Biodiversidad
La biodiversidad puede ser entendida como la variabilidad entre los organismos vivos que forman parte de los ecosistemas, ya sean terrestres o acuáticos, y establecen interacciones entre sí.
La misma, comprende un número de especies en un área determinada (riqueza específica), que se relaciona con la cantidad de organismos de cada especie en distintas regiones (abundancia relativa); ambos son características o atributos medibles de las comunidades, haciéndose necesario de distintos métodos de muestreo y estudios. (FONTANA, José L. Principios de ecología).
La biodiversidad de una región depende tanto de factores bióticos como abióticos, entre los resultan imprescindibles hacer mención: las especies dominantes, la disponibilidad de nichos ecológicos, el clima, el relieve, la latitud, temperatura, entre otras. De ahí su relevancia, ya que la misma, determina y está determinada por un conjunto de factores y su variabilidad está dada por la cantidad de especies y el número de individuos que radiquen en una determinada región, permitiendo a su vez, el funcionamiento y equilibrio dinámico de los diversos ambientes y ecosistemas, dando lugar a una distribución desigual de las especies basado en la disponibilidad de los recursos y las condiciones climáticas.
Los ecosistemas proporcionan, tanto a la sociedad humana como a las distintascomunidades que lo habitan, una serie de beneficios o recursos naturales como ser la calidad del aire, lagos o ríos, fauna, flora, etc. Así como, otros que permiten el autosostenimiento y autorregulación de los distintos ecosistemas y la biosfera como los ciclos biogeoquímicos, por ejemplo. (PARGA M. E. (2013); Ecología, Impacto de la problemática ambiental actual sobre la salud y el ambiente.)
BIBLIOGRAFÍA
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· CAMPBELL N. REECE J. (2005). Biología. Madrid, España. Pearson Educación. 
· CURTIS H. BARNES S. SCHNECK A. MASSARINI A. (2008). Biología. Buenos Aires, Argentina. Editorial Médica Panamericana. 
· GARCÍA PERÉZ S.P. (2017). Conceptos relacionados con el tema de ecosistemas. Aprendizaje desde un aula natural. Bogotá, Colombia. Universidad Nacional de Colombia Facultad de Ciencias.
· GRANDA S. V., GONZALEZ V. H., LÓPEZ B M. I. (2016). Principios de la Ecología General. Ecuador. Universidad Técnica de Machala.
· MALACALZA L. (2013). Ecología y Ambiente. La Plata, Buenos Aires, Argentina. 
· PARGA M. E. (2013. Ecología, Impacto de la problemática ambiental actual sobre la salud y el ambiente. Bogotá Colombia. Ecoe Ediciones. 
· ROJAS LEIVA M. J. (2007). Biología II. Santiago de Chile. Santillana
· SMITH T. SMITH R. (2007). Ecología. Madrid España. Pearson Educación.
· FONTANA, J. L. (2014). Principios de ecología. Brujas. 
· STARR C. TAGGART R. EVERS C. STARR L. (2009). Biología. La unidad y la diversidad de la vida. México. Cengage Learning Editores, S.A.
· VIANA M. L. CORNEJO R. QUINTANA M. (2006). Epistemología e Historia de la Ciencia. INEAH Consejo de Investigación, Universidad Nacional de Salta. 
· BIBLIOTECA DE INVESTIGACIONES. (29 de junio de 2020). Los ecosistemas: componentes, funcionamiento, niveles tróficos y cadenas alimentarias. https://bibliotecadeinvestigaciones.wordpress.com/ecologia/los-ecosistemas-componentes-funcionamiento-niveles-troficos-y-cadenas-alimentarias/
Marco didáctico 
Introducción 
La didáctica es una disciplina teórica que se ocupa de estudiar la acción pedagógica, o sea, las prácticas de la enseñanza, y que tiene como propósito describirlas, explicarlas, fundamentarlas y enunciar normas para la mejor resolución de los problemas que estas prácticas plantean a los educadores” Por ende, su objeto de estudio es la “enseñanza”. (CAMILLONI A., COLS E. y BASABE L., 2007).
Modelos de enseñanza
Los modelos didácticos son un conjunto de principios, orientaciones y predicciones de carácter hipotético que regulan (o pueden regular) la producción del conocimiento y el aprendizaje en el contexto escolar, y que, por tanto, contribuyen a organizar mejor la planificación y la acción práctica de la enseñanza. Incorpora, a un tiempo, saberes académicos y experiencia práctica, y se convierte en una imprescindible guía para la toma de decisiones racionales y plausibles en el curso del pensamiento que antecede a la acción y en el transcurso de la acción misma.
Igualmente, hemos de considerar que no existe un único camino para el éxito pedagógico, ni la solución a los complejos problemas docentes, ni la descripción del “modo mejor de enseñar”. Es posible entender que los principios de la enseñanza tienen interacciones dinámicas que se relacionan con las metas cognoscitivas y sociales, con los procedimientos que subyacen a las teorías del aprendizaje y con las características personales e individuales del binomio profesor-alumno. La búsqueda de un modelo perfecto que resuelva todos los problemas educativos está en contra de la realidad educativa del aula, pues, la existencia del modelo único es una utopía, ya que no hay modelo capaz de hacer frente a todos los tipos y estilos de aprendizaje, de enseñanza, de alumnos, de profesores. Los modelos existentes hemos de entenderlos como la base de un repertorio de enfoques alternativos utilizados para ayudar a los alumnos, diversos entre sí, a alcanzar los objetivos, adaptándolos o combinándolos, en la medida de lo que racionalmente sea posible, a la realidad concreta de su aula. (VALCÁRCEL N. M. 2004).
Modelo por indagación
Como se ha mencionado, no existe la implementación de un modelo único para hacer frente a las diversas situaciones pedagógicas. A pesar de que existen modelos que difieren desde la visión del alumnado, la ciencia y el rol que cumple el docente en cada uno de ellos. En la actualidad, se encuentra en auge la idea e implementación de brindar un aprendizaje donde los alumnos tengan oportunidades de desarrollar ciertas competencias e ideas relacionadas con el proceso de construir conocimiento científico.
El modelo por indagación propone que los alumnos recorran, guiados de cerca por el docente, el camino de construir conceptos y estrategias de pensamiento científicos a partir de la exploración sistemática de fenómenos naturales, el trabajo con problemas y el análisis crítico de experiencias, historias y de otras fuentes de información, de un modo que guarda ciertas analogías con el quehacer científico. Este modelo didáctico parte de la idea de que el conocimiento científico no está ahí afuera, listo para ser descubierto, sino que se construye y se valida a partir de una cierta metodología y en una comunidad de pares que comparten ciertas reglas basadas, por ejemplo, en la confrontación de puntos de vista y en la argumentación en base a evidencias. (FURMAN M., PODESTÁ M.E. 2009). 
Modelo Cambio Conceptual
Este modelo reconoce una estructura cognitiva en el educando, al valorar los pre-saberes de los estudiantes como aspecto fundamental para lograr mejores aprendizajes, sólo que se introduce un nuevo proceso para lograr el cambio conceptual: la enseñanza de las ciencias mediante el conflicto cognitivo. Las principales características que dan identidad a este modelo son:
El conocimiento científico es incompatible con el conocimiento cotidiano que tiene el educando, hecho fundamental que exige y plantea como meta, un cambio de los pre-saberes, al hacer consciente al educando de los alcances y limitaciones de los mismos, que se sienta insatisfecho con ellos y que infiera la necesidad de cambiarlos por otros más convincentes. Es entonces, el educando, sujeto activo de su propio proceso de aprehensión y cambio conceptual, objeto y propósito de este modelo.
Se presenta como actividad o rol del docente a un sujeto que planea las situaciones o conflictos cognitivos, en donde se dé lugar a eventos como la insatisfacción por parte del educando con sus pre-saberes, con la presentación de una concepción que reúna tres características para el educando: inteligible, creíble y mucho más potente que los pre-saberes. 
De manera que las actividades en el aula de clase deben facilitar a los estudiantes:
· Concientización no sólo de los pre-saberes, sino también de la trascendencia de los mismos y la identificación de sus limitaciones.
· Contrastación permanente de lo que sabe con situaciones inteligibles, como requisito para generar el llamado conflicto cognitivo, condición indispensable que desencadena la insatisfacción con los pre-saberes y la identificación de teorías más potentes.
· Consolidación de las nuevas teorías o concepciones con mayor poder explicativo, las cuales permitirán al educando, realizar nuevas aplicaciones y llegar a generalizaciones mucho más inteligibles.
El modelo por investigación
En relación con el conocimiento científico, este modelo reconoce una estructura interna en donde se identifica claramente problemas de orden científico y se pretende que éstos sean un soporte fundamental para la secuenciación de los contenidos a ser enseñados a los educandos. Además, se plantea dos variantes fundamentales que identifican claramente el modelo: su postura constructivista en la construcción del conocimiento y la aplicación de problemas para la enseñanza de las ciencias. Rasgos importantes, dado que se intenta facilitar el acercamiento del estudiante a situaciones un poco semejantes a la de los científicos, perodesde una perspectiva de la ciencia como actividad de seres humanos afectados por el contexto en el cual viven, por la historia y el momento que atraviesan y que influye inevitablemente en el proceso de construcción de la misma ciencia. No cabe duda de que el propósito es mostrar al educando que la construcción de la ciencia ha sido una producción social, en donde el “científico” es un sujeto también social.
De esta manera, el educando es un ser activo, con conocimientos previos, un sujeto que puede plantear sus posturas frente a la información que está abordando y, sobre todo, que él mismo va construyendo desde el desarrollo de procesos investigativos (utilizados como pretexto para dar solución a los problemas planteados por el docente) y mucho más estructurados y que puede dar lugar a procesos más rigurosos y significativos para el educando.
En cuanto al docente, debe plantear problemas representativos, con sentido y significado para el educando, reconocer que la ciencia escolar, que transita el aula, está relacionada con los pre-saberes que el educando lleva al aula. De acuerdo con lo anterior, las estrategias que utiliza el docente al aula deben permitir un tratamiento flexible del conocimiento, un entorno adecuado para el educando, un reconocimiento de factores multimodales (motivacionales, comunicativos, cognitivos y sociales) en el aula de clase.
Pero hay más, el trabajo del docente en este modelo debe responder a:
· Propiciar la construcción de una didáctica que promueva el desarrollo de procesos de pensamiento y acción, la formación de actitudes y valores, y en general, el desarrollo integral del alumno a partir de la comprensión y búsqueda de solución a problemas locales, regionales, y nacionales, en los cuales tenga incidencia el área.
· Desarrollar estrategias metodológicas que permitan al alumno la apropiación tanto de un cuerpo de conceptos científicos básicos como de métodos apropiados, que implican razonamiento, argumentación, experimentación, comunicación, utilización de información científica y otros procesos requeridos en la actividad científica.
· Promover la reconstrucción progresiva de conceptos científicos y la apropiación del lenguaje “duro” de la ciencia y la tecnología que ello implica, a partir de ideas y experiencias que posean los alumnos sobre objetos y eventos del mundo natural y tecnológico y aplicar los aprendizajes en beneficio propio y de la sociedad” (RUÍZ ORTEGA F. J., 2007).
Características del alumno del nivel
En varios modelos, se reconoce la importancia de la participación, el reconocimiento de factores multimodales (motivacionales, comunicativos, cognitivos y sociales), y la estructura cognitiva del educando, que adquiere y asimila los nuevos conocimientos. Entonces, para que el alumno logre determinados contenidos se hace necesario de la utilización de una variedad de enfoques, siendo estos adaptados a los objetivos y a las características de dichos alumnos. Es importante resaltar, que los alumnos que transitan por el ciclo básico transcurren por un periodo de cambios de índoles diversos (cognitivos, culturales, físicos, afectivos, etc.), sin embargo, no profundizaremos en esta temática; sino más bien describiremos las características de los alumnos del nivel mencionado.
El cambio morfológico
Las modificaciones morfológicas experimentadas tanto en niños como en niñas al final del período infantil están provocadas fundamentalmente por una secreción diferente de hormonas. La GH (hormona del crecimiento) y la tiroidea provocan, por una parte, la maduración de los cartílagos de las epífisis y el aumento del tamaño celular. Las proporciones del cuerpo que hasta entonces diferían de modo discreto en varones y mujeres comienzan a divergir dimensional y morfológicamente. 
Además del rápido crecimiento que tipifica la adolescencia, tienen lugar una serie de transformaciones que evidencian la maduración sexual. Los rasgos morfológicos empleados tradicionalmente son: en varones, el vello púbico, axilar y facial; desarrollo de la genitalia; cambio de la voz y primera eyaculación. En mujeres, vello pubiano y axilar; desarrollo mamario y primera menstruación (menarquia). (AGUIRRE BASTÁN A. 1994).
Anatomía reproductiva masculina y femenina
 Los cambios de la pubertad preparan al cuerpo para la reproducción sexual. Durante la pubertad los órganos sexuales experimentan una serie de cambios importantes como parte de esa preparación. En los hombres, tanto el pene como los testículos crecen de manera importante durante la pubertad. En las mujeres, los órganos sexuales externos son la vulva, que incluye los labios mayores, los labios menores y el clítoris. La vulva crece de manera considerable en la pubertad. También hay un incremento considerable en el tamaño y peso de los ovarios. Así como los testículos crecen a consecuencia de la producción de espermatozoides, el agrandamiento de los ovarios refleja el crecimiento de los folículos en maduración (ARNETT J. J. 2008).
Características sexuales secundarias
Además de esos cambios, ocurren muchos otros cambios corporales como parte de la pubertad que no tienen relación directa con la reproducción. Esos cambios se conocen como características sexuales secundarias. Tanto en hombres como en mujeres hay crecimiento de vello en las regiones púbicas y axilas. También en ambos crece el vello facial. De manera similar, la vellosidad de brazos y piernas es más pronunciada en los hombres, pero en las mujeres también crece el vello en las extremidades durante la pubertad. En el caso de los hombres también empieza a crecer el vello en el pecho y en ocasiones hasta en los hombros y espalda, lo que por lo regular no sucede en las mujeres. Tanto los hombres como las mujeres experimentan cambios en la piel y los huesos. La piel se vuelve más áspera, en especial alrededor de los muslos y los antebrazos. Las glándulas sudoríparas de la piel incrementan su producción, lo que vuelve a la piel más grasosa y proclive al acné y se produce un olor corporal más fuerte. Además, los huesos se vuelven más fuertes y densos. (ARNETT J. J. 2008).
Características cognitivas
En el ciclo básico los alumnos rondan entre las edades 12 y 15, según Piaget los alumnos que transitan por esta etapa del desarrollo cognitivo denominada como “De Operaciones Formales”, se caracteriza por la utilización y comprensión del pensamiento abstracto, la metacognición, el razonamiento hipotético deductivo (que implica situaciones hipotéticas), y la resolución de problemas empleando todas las variables para la solución de este. En este estadio se hace notorio la consolidación del pensamiento abstracto y no sólo real o concreto, también, el acercamiento a habilidades intelectuales cercanas al método científico (en su versión más simple), la capacidad para formular y comprobar hipótesis y aislar variables. Aquí, se consideran todas las posibilidades de relación entre efectos y causas. 
Estadio de las operaciones formales
Según Piaget (1972), aproximadamente al mismo tiempo que las personas llegan a la pubertad comienzan a aparecer algunos cambios notables en su físico, y también cuestiones psicológicas como la personalidad, la capacidad de relacionarse socialmente, entre otras.
Las habilidades intelectuales características de este estadio son: 
a) Se adquiere un mayor poder de abstracción, de tal manera que el sujeto puede comprender nociones más complejas.
b) Ante un problema determinado, se plantean todas las posibilidades de interacción o combinación que pueden darse entre los diferentes elementos del problema, en lugar de partir solamente de los aspectos reales.
c) Se pueden resolver problemas complejos que implican dos sistemas de referencia: por ejemplo, la interacción entre precios y salarios, o entre desarrollo económico y migraciones.
d) El razonamiento adquiere un carácter hipotético-deductivo. De esta manera el joven es capaz de razonar no sólo sobre conjeturas, sino que las somete a comprobación experimental y obtiene conclusiones que sirven para verificar o refutar