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Ecología Guía Didáctica S.A.E.T.A. Profesor de Asignatura: QFB Norma Griselda Hernández Ruiz M en DAES Nombre del alumno: ___________________________________ 4° semestre 2011- 2011 Guía Didáctica de Ecología 7 GUÍA DIDÁCTICA DE ECOLOGÍA INDICE CONTENIDO Pág INTRODUCCIÓN 9 1° parcial ECOLOGÍA 11 ECOLOGÍA Y LOS SERES VIVOS 15 BIOMAS DEL MUNDO 16 BIOMAS TERRESTRES 17 BIOMAS MARINOS 21 COMUNIDADES Y POBLACIONES 24 ELEMENTOS DEL ECOSISTEMA 25 NICHO ECOLÓGICO 27 POBLACIÓN 28 RELACIONES ENTRE POBLACIONES 30 ESPECIE 36 LÍMITES DEL ECOSISTEMA 36 SUCESIÓN ECOLÓGICA 38 EXPLOTACIÓN DEL ECOSISTEMA 39 ENERGÍA Y VIDA 40 CICLOS DE LA MATERIA 44 2° Parcial DESEQUILIBRIO ECOLÓGICO 58 RECURSOS NATURALES 60 EXPLOSIÓN DEMOGRÁFICA 69 CONTAMINACIÓN 72 3° Parcial DETERIORO AMBIENTAL 83 FENÓMENOS NATURALES 83 VULCANISMO 84 LA EROSIÓN 85 SISMO 86 CAMBIO CLIMÁTICO 88 DEFORESTACIÓN 92 TALA INMODERADA 93 BIBLIOGRAFÍA 98 Guía Didáctica de Ecología 8 Guía Didáctica de Ecología 9 INTRODUCCIÓN “El que no sabe, es como el que no ve”, dice un dicho popular. No saber y o no ver, son limitaciones del ser humano que, con facilidad, lo llevan a cometer errores. La sabiduría popular es perfectamente aplicable a la historia de la interrelación de la especie humana con la naturaleza, a la que el hombre en su desarrollo ha causado daños serios por falta de visión y de conocimiento Sin embargo, poco a poco, el hombre ha venido aprendiendo que el funcionamiento del medio natural no es desconocido, sino que está apegado a ciertas leyes de la naturaleza que tiene que respetar, pues de lo contrario sobrevendrían reacciones, que lo pudieran afectar negativamente, de una u otra manera. El hombre ya aprendió que es parte de la naturaleza y como tal debe actuar. El esquema del ser humano con visión de dominador y conquistador del aire, la tierra, el agua y los organismos que lo rodean, prácticamente va en decadencia y no es el modelo a seguir. Actualmente el estudio de la ECOLOGÍA es una actividad que, afortunadamente se ha vuelto prioritaria en el transcurso de los últimos años. Las acciones se han venido emprendiendo en esta área del saber, poco a poco ha venido a formar parte de todos los niveles de educación y de la cultura popular. Esto significa un logro sustancial para nuestro país y para el planeta entero, pues entre más humanos haya en el medio que tengan una cultura ambiental básica sólida, la especie humana tendrá un mayor aprecio sobre el entorno en que vive, se desarrolla, se reproduce, se relaciona y se mantiene como tal. Dentro de esta línea de optimismo consciente y deliberado, la presente ANTOLOGÍA DE ECOLOGÍA pretende brindarte un espacio de reflexión que propicie tu avance hacia una conciencia crítica objetiva acerca de nuestro entorno, nuestros recursos naturales y nuestro futuro como especie. Con ella se pretende que el tengas una visión exacta de tu papel en los ecosistemas y en la Biosfera, de tal manera que podrás entender que el único camino por seguir como un organismo más del medio, es conservar y utilizar racionalmente los recursos a partir de los cuales te alimentas, obtienes energía y te mantienes. El curso de ECOLOGÍA está enfocado a que tú estudiante del SAETA, concibas al desarrollo sustentable como el eje transversal de tu formación personal y profesional. Heredamos la tierra de nuestros padres y la entregaremos a nuestros hijos, debemos sentirnos obligados a entregar algo mejor de lo que recibimos, ¿dejarías tú a tus hijos resolver todos los problemas del mañana? A través de la asignatura de ECOLOGÍA, se te proporcionan herramientas de apoyo que te ayudarán a comprender el problema que enfrenta la humanidad del deterioro ambiental, es una apoyo, que con la apropiación del conocimiento y la toma de conciencia de esta problemática, busca que tú, estudiante del SAETA, tengas un cambio de actitud en tu forma de pensar y actuar. Esta asignatura forma parte del cuarto semestre de tu Plan de estudios. Afortunadamente ya cuentas con conocimientos de Biología, CTSyV I y CTSyV II, que son la base para comprender la relación del hombre y el medio ambiente Guía Didáctica de Ecología 10 En el transcurso de la asignatura en las diversas lecturas que realizarás, probablemente encontrarás palabras de las que desconoces el significado; te solicitamos desde el inicio vayas enlistando dichas palabras, de las que habrás de investigar su significado para elaborar tu “DICCIONARIO CIENTÍFICO” el cual irás integrando paulatinamente como un texto paralelo, que te permitirá comprender adecuadamente los temas de esta Guía Didáctica, Ahora que cursas el cuarto semestre ya cuentas con las herramientas necesarias para realizar una investigación y elaborar un plan de acción, por ello te pedimos que desde el inicio de esta asignatura elijas un tema sobre el deterioro ambiental en tu comunidad que te preocupe resolver, invitando a participar a tu familia, a tus vecinos, etc. Este plan de acción lo irás realizando durante el transcurso de la asignatura, y presentarás los logros obtenidos ante el grupo al final de la misma . La creencia de que las interacciones se dan entre seres humanos solamente forma parte de aquellos grupos androcéntricos y utilitarios, las interacciones se dan a todo nivel entre todos los seres que conforman la naturaleza. “Aprender a vivir juntos implica aprender a vivir responsablemente, respetando y cooperando con otros seres humanos y en general con todos los organismos vivos del planeta” La pérdida de recursos naturales en general se incrementa exponencialmente y con ello la posibilidad de que los niños y niñas crezcan y convivan en un medio rico en oportunidades, que les ofrezca ambientes diversos, sanos, abundantes que inviten a aprehender la vida de la misma forma. Es urgente que todos y todas tomemos conciencia de las implicaciones irreversibles que tiene el abuso contra los diversos ecosistemas en los que vivimos y de los cuales formamos parte. ¿Tú puedes ser co-partícipe de proyectos de educación ecológica? ¿Qué significa para ti Ecología? ¿Crees importante cuidar el medio ambiente? ¿Por qué? ¿Para ti, quienes son los responsables de cuidar el medio ambiente?, enlístalos. Después de la lectura de ECOLOGÍA, en equipo contesten las siguiente preguntas. 1.- ¿Cuál es la definición de Ecología y sus orígenes? 2.- ¿Qué papel desempeña la Ecología para el futuro de la humanidad? ECOLOGÍA Guía Didáctica de Ecología 11 La idea de estudiar los factores físicos (luz, temperatura, vientos, etc.), elementos y compuestos inorgánicos (oxígeno, sodio, agua, dióxido de carbono, etc.), más una serie de organismos vivos y sustancias orgánicas producidas por ellos, puede resultar una empresa artificiosa y trunca si no se añade que todos esos factores físicos-químicos-biológicos mantienen una muy complicada serie de relaciones recíprocas, que se encuentran en constante interacción. Cuando los biólogos empezaron a notar lo importante que resulta el fenómeno de la interacción, se produjo el nacimiento de la Ecología, es decir, la rama de la Biología que se ocupa de estudiarlas relaciones recíprocas entre los organismos y el medio. Parece ser que la primera definición de Ecología (del griego oikos: casa, hogar) fue publicada en 1870 por el destacado zoólogo alemán Ernesto Haeckel. Entendemos por Ecología el conjunto de conocimientos referentes a la economía de la naturaleza, la investigación de todas las relaciones del animal, tanto con su medio inorgánico como orgánico, incluyendo sobre todo su relación amistosa y hostil con aquellos animales y plantas con que se vincula directa o indirectamente. EL SURGIMIENTO DEL INTERÉS POR LA ECOLOGÍA Desde el nacimiento de la Ecología, asunto éste con el que Lamarck y Darwin tuvieron mucho que ver, hasta nuestros días, los ecólogos de todo el mundo han logrado sembrar la semilla de la preocupación y el interés por la preservación de los sutiles y complejos equilibrios que tienen como escenario el medio natural. Ya lo había dicho el gran físico y filósofo francés Pascal: "Por una piedra arrojada al mar, todo el mar se agitará" Parece ser que el común de la gente que vive en las sociedades industriales ha perdido de vista la posibilidad de disfrutar de la Naturaleza; lo cual aunado al hecho indudable de que, por lo general, tanto en los países capitalistas como en los socialistas, la ciencia ha sido puesta al servicio de la obtención de poder económico, militar o político se ha traducido en un deterioro constante del medio, en una contaminación irracional del agua, del aire y de la tierra. Pero, en honor a la verdad, hay que insistir en que la responsabilidad por el deterioro del medio natural no es únicamente de gobernantes o industriales, sino que nos concierne a todos. No es raro, por ejemplo, que las familias que habitan en la ciudad hagan un paseo dominical por el campo y, cuando no se han entregado con entusiasmo, digno de mejor causa, al aniquilamiento de cuanta especie animal o vegetal haya tenido el infortunio de quedar al alcance de sus manos, dejan a su paso una cantidad considerable de basura. La gente del campo también ha tenido su parte de responsabilidad en el asunto que nos ocupa. En las zonas cálidas de México, por ejemplo, abundan ciertas especies de vampiros, animales que, a pesar de la terrible fama que les ha otorgado la leyenda del conde Drácula, no pasan de ser simples murciélagos que se alimentan de la sangre del ganado; pero, desgraciadamente, cuando estos animales muerden a las reses les trasmiten el virus de la rabia, produciéndoles una enfermedad fatal llamada "derriengue del ganado". Desesperados Guía Didáctica de Ecología 12 por la plaga, algunos ganaderos emprendieron acciones que han ocasionado serios trastornos ecológicos. Se han lanzado, por ejemplo, a una guerra que ha consistido en detonar cartuchos de dinamita en las cuevas donde por lo común habitan los vampiros. Pero resulta que éstos coexisten en tales cuevas con murciélagos de otras especies que no sólo no atacan al ganado, sino que tienen un efecto sumamente benéfico, puesto que consumen buenas cantidades de insectos o sirven para la fecundación de ciertas flores que, a cambio de tan valioso servicio, les ofrecen néctar para alimentarse. Y como dinamita que mate sólo a vampiros y respete a las restantes especies no ha sido aún inventada, el resultado de tan funesta práctica ha significado, entre otras cosas, la elevación incontenible de las poblaciones de insectos dañinos y la imposibilidad de reproducción de aquellas plantas cuyas flores ofrecen un néctar que nadie irá a buscar a no ser que se produzcan nuevas emigraciones de murciélagos de otras zonas. Sin embargo, a partir de la década de los sesenta, han ocurrido en el mundo muchas cosas que evidencian una preocupación creciente por los problemas ecológicos. En cierta ocasión la reina de Holanda tenía que pronunciar un discurso que, en proyecto, había de suceder con la solemnidad que el caso requería. Pero he aquí que se produjo un gran escándalo porque Su Majestad fue recibida por jóvenes parlamentarios que se presentaron al acto en calzoncillos. Aquí es importante aclarar que los jóvenes despantalonados no eran degenerados exhibicionistas ni nada parecido, sino miembros importantes del "Partido de los Gnomos y el Estado Libre de Orange" que buscaban llamar la atención de la opinión pública para un programa en que se proponían nuevos sistemas económicos, educativos, agropecuarios e industriales, nuevos estilos de vida basados en diversas acciones y muy especialmente en un plan de defensa ecológica que incluía puntos tan saludables como la abolición del automóvil. Pero el de estos jóvenes holandeses no es un caso aislado; en todo el mundo se han multiplicado no sólo las manifestaciones en favor del medio natural, sino incluso han surgido múltiples asociaciones en pro del equilibrio ecológico NATURALEZA DE LA ECOLOGÍA Si al evaluar el rigor científico de una disciplina concedemos más importancia a la obtención de conocimientos "ciertos" y objetivos que al intento de sistematización racional, tendremos que la Ecología es una de las ramas de la Biología que más escollos presenta. Esto implica una suerte de "imperfección" que lejos de desalentar a los ecólogos les ha planteado un reto que no han vacilado en aceptar. El problema radica en que las variables o factores que intervienen en un proceso determinado o las relaciones que mantiene una población en su ecosistema son tan complejas que no es raro que se nos escapen algunas de ellas; lo cual, traducido al lenguaje del método experimental, significa la presencia de una o más variables extrañas, que por definición disminuyen o anulan la validez de ciertos resultados y obstaculizan la formulación de predicciones. Guía Didáctica de Ecología 13 Con todo, el incontenible caudal de datos acumulados y el avance implacable de la computación más una serie de recursos estadísticos y matemáticos, aunados a un sin fin de refinadas técnicas que, como el empleo de satélites artificiales, permiten conocer detalles asombrosos respecto a la conducta de los animales o los desplazamientos de las poblaciones, hacen que la Ecología se perfile como una disciplina llamada a desempeñar un papel decisivo en el futuro de la humanidad (¿lo habrá?). MEDIO AMBIENTE Se han mencionado los factores que constituyen eso que ha dado en llamarse el medio ambiente y que algunos biólogos no exentos de inclinaciones literarias han calificado como "el escenario de la vida". Pero resulta oportuno insistir y ampliar lo dicho porque, en verdad, nos encontramos ante un tema de complejidad casi insondable. Me importa hacer hincapié en el hecho de que el medio ambiente no es una entidad estática, sino algo que cambia continuamente. Y aquí hago la advertencia de que conscientemente he evitado la utilización de la palabra "evoluciona" porque es éste un término que, a mi juicio, lleva implícita la idea de progreso y no sería aventurado afirmar que los cambios geológicos experimentados por nuestro planeta no siempre pueden visualizarse como progresivos o ascendentes, sino como una serie de avances y retrocesos más o menos fortuitos. No está de más hacer un poco de historia y recordar la labor de tres hombres de ciencia que, poseedores de un pensamiento fecundo, elevaron e impulsaron la Biología y la Geología. En primer lugar haremos referencia al gran Lamarck), autor de la primera teoría de la evolución que tuvo el rigor necesario para trascender. Este autor propuso que, puesto que el medio ambiente se halla en constante transformación, los organismos necesitan cambiar y realizan un esfuerzo por lograrlo, y que éste es uno de los mecanismos de la evolución de los seres vivos. En segundo lugar, es obligado citar al eminente geólogoinglés Carlos Lyell , quien concibió la corteza terrestre y sus diversas formaciones como resultantes de cambios que se suceden gradualmente desde el origen hasta el momento actual. El eminente geólogo Carlos Lyell. Por último no podríamos seguir de largo sin mencionar al más famoso de los evolucionistas: Carlos Darwin. El padre del darwinismo advirtió también la naturaleza cambiante del medio ambiente expuso que los organismos están sujetos a un proceso de variación que conduce a la selección natural de los individuos mejor dotados para sobrevivir y reproducirse en las nuevas condiciones. Luego de los debidos homenajes, no estaría de más que volviéramos la atención al hecho indudable de que, además de los factores químicos y físicos, el medio que rodea a un organismo está inevitablemente constituido por otros organismos que, según los casos, establecen relaciones de muy diversa índole: 1. La modalidad de ayuda o protección que puede darse entre los miembros de una misma población (como los lobos que cazan en Guía Didáctica de Ecología 14 manada) o entre poblaciones distintas (una abeja poliniza a una planta). 2. Las relaciones que se establecen entre el depredador y la presa (como el león y la cebra o la hembra y el macho de la viuda negra) entre el parásito y el huésped (las garrapatas que succionan la sangre de una res, las tenias que viven en el intestino del cerdo o en el de ciertas señoritas dispuestas a todo antes de engordar). 3. Las relaciones de competencia que existen entre dos poblaciones distintas (por ejemplo sapos y murciélagos que se alimentan de los mismos insectos) o entre individuos de una población (dos ciervos sostienen un duelo por una hembra o tres hienas riñen por un pedazo de carroña). Las relaciones de los tipos 2 y 3 determinan que las esperanzas de vida de un individuo joven sean a menudo insignificantes. No es casual que ciertas especies sean prolíficas hasta lo inverosímil. Según diversos libros de Entomología, existe una especie de hormiga blanca, capaz de poner un huevo cada dos segundos durante 50 años. Por su parte, el doctor Jorge Clarke, de la Universidad de Harvard cuenta que: Según determinados cálculos, una ostra puede producir 500 millones de huevos maduros en cada puesta. Si todos ellos se desarrollasen hasta alcanzar el estado adulto, así como todos sus descendientes; transcurridas sólo cuatro generaciones la masa total de ostras ocuparía unas ocho veces el volumen de la Tierra. Aunque he recurrido a algunos casos extremos, no cabe duda de que la competencia y la depredación determinan que la vida de cualquier organismo resulte, sobre todo en las primeras etapas de su existencia, algo sumamente precario. Tan terrible panorama se torna aún más crítico para las especies que han despertado la codicia de cazadores y pescadores sin escrúpulos. Resultado de los ímpetus devastadores de tales depredadores ha sido la desaparición definitiva de numerosas especies animales y la inminente extinción de muchas otras. Finalmente hay que subrayar el peligro que corren los organismos vivos al verse sometidos a cambios climáticos, procesos físico-químicos y a ciertas influencias no muy conocidas, tales como los rayos cósmicos, las manchas solares o las fases de la Luna. A este respecto los organismos marinos son los más afortunados porque, haciendo a un lado la superficie y las orillas, el mar es un medio que ofrece en su seno una estabilidad y una quietud rayando en lo ideal. Pero acaso la mayor ventaja que ofrece el mar es la abundancia ilimitada de agua. En cambio, los organismos que habitan la tierra se enfrentan de manera cotidiana al problema más angustioso que puede ofrecer el medio terrestre: la escasez de agua. Más adelante tendremos ocasión de insistir en tan importante tema. ECOSISTEMAS Y LOS SERES VIVOS. ECOSISTEMA : Comprende el conjunto de seres vivos que viven en un área determinada, los factores que lo caracterizan y las relaciones que se establecen entre los seres vivos y entre estos y el medio físico. El ecosistema equivale a la biocenosis más el biótopo, luego incluye los seres vivos que Guía Didáctica de Ecología 15 habitan un área o zona determinada y su ambiente. La Tierra es un enorme ecosistema que incluye en su interior otros ecosistemas pequeños, como: montañas, bosques, lagos, etc. Biotopo.- Espacio caracterizado por un sustrato material (suelo, agua, etc.) que constituye el soporte físico para que viva una biocenosis. Biocenosis.-Comunidad biótica o conjunto de todos los seres vivos como animales y plantas que interaccionan en un área determinada (biótopo) y en estado de equilibrio. Cada especie enfrenta el reto de sobrevivir en su único y propio modo. El modo en el cual un organismo interaccionan con otros seres vivientes y con su medio ambiente físico define el NICHO DEL ORGANISMO o su papel dentro de un ecosistema. Diferentes especies en un ecosistema, a menudo interactúan con otra de tal modo que, por un largo periodo de tiempo ellas desarrollan una íntima asociación e influencia en la evolución de una y de otra. La composición de especies de un ecosistema en una área determinada experimenta cambios ordenadamente (over time). Los ecosistemas son sistemas complejos como el bosque, el río o el lago, formados por una trama de elementos físicos (el biotipo) y biológicos (la biocenosis o comunidad de organismos). El ecosistema es el nivel de organización de la naturaleza que interesa a la Ecología. En la naturaleza los átomos están organizados en moléculas y éstas en células. Las células forman tejidos y estos órganos que se reúnen en sistemas, como el digestivo o el circulatorio. Un organismo vivo está formado por varios sistemas anatómico-fisiológicos íntimamente unidos entre sí. El concepto de ecosistema aún es más amplio que el de comunidad porque un ecosistema incluye, además de la comunidad, el ambiente no vivo, con todas las características de clima, temperatura, sustancias químicas presentes, condiciones geológicas, etc. El ecosistema estudia las relaciones que mantienen entre sí los seres vivos que componen la comunidad, pero también las relaciones con los factores no vivos. Es un sistema complejo en el que interactúan los seres vivos entre sí y con el conjunto de factores no vivos que forman el ambiente: temperatura, sustancias químicas presentes, clima, características geológicas, etc. Después de la lectura y teniendo los diferentes especímenes recolectados en tu recorrido, estás en condiciones de dar respuesta a lo siguiente: ¿Podría ser un ecosistema? ¿Qué tendríamos que averiguar acerca de este objeto para saber si es o no un ecosistema? ¿Qué son los factores bióticos? ¿y los abióticos? . ¿Qué representantes de estos factores están presentes en el frasco? Guía Didáctica de Ecología 16 ¿Y cómo clasificarías los restos de plantas que hay dentro del frasco, como bióticos o como abióticos? LOS BIOMAS DEL MUNDO ¿Cómo defines la palabra Bioma? ¿Qué tipos de Biomas conoces? Las grandes subdivisiones de la biósfera La cualidad más relevante del ecosistema estriba en su independencia energética, su autarquía, ya que se conjugan en el marco de esta categoría ecológica todos los eslabones necesarios para constituir un ciclo energético completo. El ecosistema viene a ocupar entre todas las categorías de organismos ecológicos un lugar principal porque representa la unidad de convivencia energéticamente autárquica más pequeña. Por debajo de este lugar en el escalafón no se encuentran, en consecuencia, combinaciones de organismosy ambientes capacitadas para desarrollar un ciclo completo de transferencias energéticas. Sin embargo es posible construir, en un plano abstracto, unidades ecológicas superiores de mayor cuantía. Es así como se agrupan todos los ecosistemas de estructura y organización semejante bajo el concepto de "bioma", término propuesto por el ecólogo vegetal norteamericano Clements en 1916. Un bioma es una comunidad de plantas y animales con formas de vida y condiciones ambientales similares e incluye varias comunidades y estados de desarrollo. Se nombra por el tipo dominante de vegetación; sin embargo, el complejo biológico designado bajo el término de bioma engloba también al conjunto de organismos consumidores y herbívoros del ecosistema. El conjunto de todos los biomas viene a integrar por último la biosfera. Los biomas no se distribuyen en forma aleatoria sino, por el contrario, con una cierta regularidad tanto en el plano horizontal (o mejor dicho, en latitud) como en el vertical (altitud). La ecosfera en su conjunto es el ecosistema mayor. Abarca todo el planeta y reúne a todos los seres vivos en sus relaciones con el ambiente no vivo de toda la Tierra. Pero dentro de este gran sistema hay subsistemas que son ecosistemas más delimitados. Así, por ejemplo, el océano, un lago, un bosque, o incluso, un árbol, o una manzana que se esté pudriendo son ecosistemas que poseen patrones de funcionamiento en los que podemos encontrar paralelismos fundamentales que nos permiten agruparlos en el concepto de ecosistema. http://www1.ceit.es/Asignaturas/Ecologia/Hipertexto/00General/Glosario.html#Ecosfera Guía Didáctica de Ecología 17 Existen 8 grandes ecosistemas o BIOMAS en el mundo estos son: EL BOSQUE TEMPLADO, EL BOSQUE LLUVIOSO TROPICAL, EL DESIERTO, LA PRADERA, LA TUNDRA, LA TAIGA, EL CHAPARRAL Y EL OCEANO, siendo cada uno muy diferente del otro, debido a que las cantidades de luz solar y lluvia son muy diferentes, también la temperatura, igualmente cada uno tiene plantas y animales especiales que allí habitan. El mapa que aparece arriba muestra los ocho biomas del mundo: tundra (anaranjada), taiga (púrpura), pradera (verde), bosque templado (negro), desierto (amarillo), bosque lluvioso tropical (azul), chaparral (marrón) y el océano (en blanco). http://snow.prohosting.com/jmarcano/nociones/bioma.html). BIOMAS TERRESTRES La distribución de los grandes biomas terrestres según la latitud está primeramente condicionada por la de los climas; los restantes factores abióticos intervienen ya en mucha menor cuantía. Si caminamos del ecuador a los polos, podremos observar una cierta simetría en el gradiente de biomas atravesados en cada uno de los dos hemisferios. Los bosque pluviales tropicales o selvas alcanzan su máxima extensión en el ecuador y forman una banda casi continua dentro de la zona intertropical. Son las regiones de la biosfera que reciben la máxima cantidad de insolación; además el flujo solar es prácticamente constante a lo largo del año. Las precipitaciones que recibe la selva tropical son superiores a 1 500 mm. Estos bosques están caracterizados porque predominan los árboles gigantes con hojas de gran superficie. También las lianas (plantas trepadoras) y epifitas que crecen sobre troncos y ramas constituyen grupos dominantes y típicos de estos ecosistemas. http://snow.prohosting.com/jmarcano/nociones/bioma.html Guía Didáctica de Ecología 18 Ningún otro ecosistema terrestre alberga una cantidad de biomasa tan elevada como la selva tropical. Tanto la densidad de materia viva como la diversidad de especies son máximas en comparación con el resto de los biomas terrestres. El bosque pluvial tropical alcanza su máxima extensión en una zona comprendida entre los 10º de latitud N y S. Si nos alejamos fuera de estos límites, la pluviometría se reduce rápidamente dando lugar a la aparición de estepas – llamadas sabanas en África y América –, que aunque en principio incluyen un estrato arbóreo abierto, van haciéndose cada vez más pobres en plantas leñosas a medida que nos apartamos del ecuador. En las sabanas, el estrato herbáceo de este bioma está formado por gramíneas que alcanzan a veces más de un metro de altura. En África, la abundancia de las herbáceas durante la estación húmeda permite la multiplicación de los ungulados de gran tamaño: cebras, búfalos, antílopes, gacelas y otros herbívoros. La biomasa de los mamíferos llega a alcanzar valores inigualables: en ninguna región del mundo aparece espontáneamente tal concentración de grandes mamíferos. Los desiertos, cuya extensión máxima se establece al nivel de los trópicos, suceden a la sabana sin transición neta. Vienen caracterizados por las mínimas precipitaciones que reciben, inferiores a los 200 milímetros/año, y por el elevado grado de aridez, tanto más grande cuanto menores y más irregulares son las lluvias: en las zonas hiperáridas de la biosfera llega a haber más de doce meses seguidos sin agua. La cubierta vegetal es escasísima y está constituida por plantas vivaces leñosas y xerófilas o por anuales de período vegetativo muy corto. Las partes subterráneas de estos vegetales están muy desarrolladas como adaptación a la extrema sequía y a la poca variación de temperatura. La biomasa es, por consiguiente, muy pequeña, igual o inferior a unas 20 toneladas/hectárea, y pobre la diversidad de especies. Más allá de los 30º de latitud la pluviometría vuelve de nuevo a ascender, de forma que las comunidades se diversifican y su biomasa vuelve otra vez a ser considerable. Los ecosistemas mediterráneos, muy variados y complejos, corresponden a zonas templado-cálidas caracterizadas por un período más o menos largo (que supera en ocasiones los cuatro meses) de sequía estival. Las precipitaciones, a menudo torrenciales, se distribuyen principalmente durante los equinoccios de primavera y otoño. Aparecen estos biomas en ambos hemisferios entre los 30º y 50º de latitud, principalmente en torno al mar Mediterráneo, desde Marruecos y la Península Ibérica hasta el Cáucaso, pero también en otras regiones del mundo como Australia, Chile y en el Oeste de Estados Unidos. Las formaciones potenciales de estos ecosistemas son los bosques esclerófilos (con dominancia de especies vegetales con hojas perennes duras y gruesas como los géneros Quercus y Eucalyptus), aunque en algunas ocasiones lo son de bosques perennifolios de coníferas. El hombre ha favorecido esta última formación ampliando notablemente los pinares en la región mediterránea. Cuando el bosque esclerófilo se degrada se transforma generalmente en formaciones arbustivas (chaparrales, maquis o garrigas) de carácter xeromorfo. Las regiones templadas, situadas en latitudes medias, están ocupadas fundamentalmente por dos biomas. En primer lugar, en aquellas regiones con abundante pluviometría los inmensos ecosistemas forestales que allí se establecen están caracterizados por la presencia de especies de hoja caduca . Guía Didáctica de Ecología 19 Este bioma de los bosques caducifolios templados cubría antiguamente toda la Europa templada (incluso la parte meridional de Escandinavia) desde el Atlántico hasta la vertiente siberiana del Ural, China septentrional y central y las regiones del continente norteamericano situadas al este desde el meridiano 100 hasta la latitud de Saint-Laurent. Estos ecosistemas son, por el contrario, casi inexistentes en el hemisferio sur (salvo en Australia y Nueva Zelanda), debido a la escasez de tierras emergidas más allá del paralelo 40º S. En Europa este bioma está representado por bosques de robles y hayas, segúnlas variaciones locales en humedad atmosférica, dentro de los que se encuentran otras especies menos abundantes como tilos y arces. El bosque caducifolio templado, de diversidad de especies bastante elevada, posee una clara estratificación arbustiva y herbácea. Las especies que componen estos estratos poseen cortos períodos vegetativos y están adaptadas a las particulares condiciones del subsuelo del bosque que permanece sometido a una intensa penumbra desde el comienzo de la estación cálida por la rápida e intensa entrada en foliación de las especies arbóreas. El bosque caducifolio templado alberga una importante biomasa que, no obstante, es inferior a la de los biomas tropicales. El robledal puede llegar a tener más de 400 toneladas en materia viva por hectárea, mientras que la selva tropical supera las 500 toneladas/hectárea. Pastizales o praderas Al igual que los bosques caducifolios, los pastizal es han sido sustituidos a menudo por tierras de cultivo. Esto se debe a que la descomposición de los restos orgánicos es lenta y, por lo común, se acumulan en una gruesa capa de humus muy rica en nutrimentos. Los pastizal es abundan en los cinco continentes y siempre están poblados por pastos y otras hierbas. Los pastizal es altos suelen crecer en zonas de lluvias irregulares. Un área boscosa talada o incendiada puede terminar en pastizal, lo cual constituye una situación especialmente perdurable, porque en esas zonas a menudo se crían animales de pastoreo que contribuyen a anular la reforestación y que ocasionalmente pueden provocar la desertificación de la zona. Para evitar tan indeseable cambio, es preciso cuidar que no se erosione la capa de humus. Las praderas están habitadas por animales excavadores (topos, perritos de las praderas), diversos herbívoros (ardillas, ratones) y sus depredadores(zorros, coyotes). También abundan los anfibios, reptiles, aves, insectos y arácnidos. En algunas zonas tropicales de América, África, Asia y Australia existe un tipo especial de pradera, que es la sabana, la cual se caracteriza por tener árboles dispersos que crecen en suelos mal drenados y en un clima equivalente al de la selva tropical. En las zonas templadas en que las precipitaciones son insuficientes para permitir el desarrollo de los árboles, en lugar de bosques aparecen enormes estepas, muy frecuentes en el hemisferio boreal. La «pradera» norteamericana es un buen ejemplo de este bioma, caracterizado por la predominancia del estrato herbáceo de gramíneas. Los suelos de las estepas presentan grandes diferencias con los de los bosques templados establecidos en análogas latitudes y sobre unos mismos substratos geológicos. Son mucho más ricos en humus que los suelos forestales equivalentes; en efecto, por causa de la brevedad del ciclo vegetativo de las plantas herbáceas, se produce una importante acumulación de materia orgánica, de tal forma que la humificación es más fuerte que la Guía Didáctica de Ecología 20 mineralización. Además, y en razón del clima, la evaporación es superior a la pluviometría, lo que se traduce en una ausencia de lixiviación y en una acumulación de sales minerales – particularmente de calcio y potasio – en las capas superficiales. No es raro por consiguiente, que ciertos suelos de estepa como los chernozem (tierras negras de Europa oriental y América del Norte) figuren entre los más fértiles del globo. Las estepas de las zonas templadas, antaño pobladas por grandes herbívoros, han sido desde hace mucho tiempo utilizadas por el hombre para el pastoreo o para el cultivo de cereales en aquellas zonas en las que la pluviometría lo hacía posible. La sobreexplotación de estas regiones estépicas ha conducido hacia la degradación irreversible de estos ecosistemas y a su transformación en desiertos. La taiga o bosque boreal (subárctico) de coníferas es uno de los más importantes biomas del hemisferio norte. Cubre el escudo siberocanadiense a lo largo de una docena de millones de kilómetros cuadrados, extendiéndose aproximadamente entre los 45º y 57º de latitud norte. No obstante, sobrepasa localmente el círculo polar en Alaska, en Siberia y en Escandinavia. El bosque boreal de coníferas se establece en unas regiones en las que las precipitaciones son bastante débiles (entre 400 y 700 mm), pero distribuidas a lo largo de todo el año, con un máximo estival. A causa de las condiciones climatológicas y de la cubierta vegetal, los suelos boreales, en permanente lixiviación, son de pH ácido y pobres en cationes, sobre todo en los horizontes superiores del suelo, en los que se acumula la materia orgánica. La diversidad de especies de este bioma es bastante reducida y su biomasa, inferior a la de otros sistemas forestales, aunque no obstante alcanza las 250 toneladas/hectárea. Los Bosques caducifolios formados por árboles muy numerosos y escasamente diversificados, que están provistos de hojas que, como su nombre lo indica, se caen en invierno. Al llegar la primavera, el suelo de estos bosques se cubre de helechos y hierbas condenadas a desaparecer en cuanto el follaje de los árboles impida que les llegue la luz. Muchos de estos bosques han sido eliminados para cultivar la tierra. En la zona que estamos considerando, los veranos son cálidos, los inviernos moderadamente fríos, y las precipitaciones pluviales abundantes. La lista de árboles que pueblan los distintos bosques caducifolios es larga, pero no podríamos dejar de citar a los robles, castaños, arces, hayas, tilos, nogales y álamos. La fauna típica está formada por venados, osos, mapaches, ardillas, zorros, lobos y diversos carnívoros pequeños. También son abundantes los anfibios y reptiles, así como numerosos grupos de invertebrados entre los que, por supuesto, destacan los insectos. La tundra es el bioma que ocupa las regiones comprendidas entre el límite natural de los árboles hacia los polos y las zonas parabiosféricas árcticas y antárcticas. Su distribución es casi enteramente boreal por causa de la ya comentada escasez de tierras emergentes entre el paralelo 45 y la Antártida, en el hemisferio austral. Ocupa sobre todo territorios situados más allá del círculo polar en el antiguo continente, pero desciende por bajo de los 60º N en Alaska y Labrador. La tundra está formada por un mosaico de ecosistemas cuya composición botánica está condicionada por factores edáficos y climáticos. La brevedad de la estación vegetativa (sesenta días de media) y la parquedad de las temperaturas estivales (siempre por debajo de 10º C) constituyen sus principales factores limitantes. A causa de la gran duración del período Guía Didáctica de Ecología 21 invernal y del rigor de las temperaturas, el suelo de la tundra (permafrost) está helado permanentemente en profundidad, sólo unos cuantos decímetros de las capas superficiales pueden deshelarse durante el exiguo verano. Esta estructura y génesis edáfica impide el drenaje de las aguas superficiales y origina formaciones particulares de estas regiones árcticas como los suelos poligonales. La composición florística de los ecosistemas es poco diversificada, y varía localmente según la latitud, las precipitaciones y otros factores ecológicos. Las plantas arbustivas (brezos, sauces y abedules enanos) aparecen en las zonas menos septentrionales y frías. En otras situaciones son plantas herbáceas – gramíneas y Carex principalmente – y criptógamas – como los líquenes del género Cladonia – los que se establecen y sirven de alimento a los herbívoros (renos y caribús). La biomasa es pequeña, del orden de 30 toneladas/hectárea, es decir apenas superior a la de los desiertos. Como en éstos últimos, aunque por causas climatológicas muy distintas, el estrato subterráneoes muy importante. Las tundras son planicies carentes de árboles que se localizan principalmente en un cinturón de tierra localizado entre los 570 de latitud norte y los hielos polares. En el hemisferio sur, la tundra ocupa territorios limitados (algunas islas, la Patagonia y parte de Nueva Zelanda). Las tundras están sujetas a ciclos continuos de heladas invernales y deshielos de verano; suelen tener grandes zonas pantanosas, pero la mayor parte cuenta con un manto de tierra superficial más allá de la cual no penetran las raíces por la presencia continua de una capa congelada. No es exagerado decir que el factor limitante número uno para el desarrollo de los organismos del bioma túndrico es la temperatura. La vegetación propia de este ecosistema incluye, como es obvio, escasas especies de líquenes y hierbas bajas. Tampoco abundan las especies animales y no es raro que algunas aves, liebres, renos, caribúes, etc., aparezcan en verano para emigrar hacia lugares más propicios en las estaciones frías. En la parte alta de algunas montañas situadas en zonas templadas o desérticas aparece una vegetación semejante a la recién descrita, de ahí que tales zonas hayan sido nombradas tundra alpina. Consecuencias de la altura en la que se desarrolla este tipo especial de tundra son las fuertes nevadas, el aumento de la radiación ultravioleta y la escasez de oxígeno BIOMAS MARINOS A pesar de que la zonación en latitud de los biomas se presenta como algo claramente definido cuando se estudia su distribución sobre la superficie de los continentes e islas, no ocurre lo mismo con lo que respecta al estudio de la hidrosfera. A causa de la isotropía del medio acuático, los factores físico-químicos varían mucho menos y de forma más lenta que en el medio terrestre. Los fenómenos de convección y difusión de sustancias solubles, junto con las corrientes marinas, aseguran una cierta uniformidad de los factores abióticos, lo que limita el número de hábitats posibles y hace difícil la distinción de biomas. Los oceanógrafos no utilizan desde luego este término. Las variaciones climáticas tienen menor amplitud en la hidrosfera que en los ecosistemas terrestres, lo que también hace aleatoria la existencia de una zonación neta en latitud de las biomasas de las diversas comunidades oceánicas. Tan sólo algunas biocenosis presentan zonación latitudinal. Este es el caso de los arrecifes de coral para cuyo desarrollo se necesitan temperaturas altas en el agua, superiores a los 20º Guía Didáctica de Ecología 22 C, lo que justifica la estricta localización de las madréporas en la zona intertropical. También las biocenosis circumpolares están localizadas en latitud y caracterizadas por especies adaptadas a las aguas frías. Realmente, al mismo nivel que la luminosidad y más todavía que el de la temperatura, la concentración en fosfatos y nitratos del agua marina, constituyen un factor limitante primordial para el desarrollo de las biocenosis oceánicas. Esto ocurre también en los ecosistemas lacustres: estanques, lagos, etc. El papel esencial que estos elementos minerales juegan puede intuirse sin más que citar el suceso, aparentemente paradójico, de que los mares árticos y antárticos, a pesar de sus bajas temperaturas, tienen las biomasas más elevadas entre las que pueden encontrarse en la hidrosfera. La explicación es bien simple: la fusión del hielo en primavera engendra corrientes de superficie que provocan indirectamente la ascensión de aguas profundas cargadas de bioelementos. Como resultado inmediato se produce una increíble proliferación fitoplanctónica desde los primeros momentos de la estación favorable, y junto con ella la aparición de numerosos vertebrados e invertebrados atraídos por las óptimas condiciones creadas para su nutrición. En términos generales, las mayores concentraciones de materia viva y las biocenosis más ricas se encuentran al nivel de la plataforma continental cualquiera que sea su latitud. Estas zonas están siempre próximas a la desembocadura de los ríos que descargan en ellas los nutrientes y sedimentos extraídos y transportados, lo que implica un importante flujo de fósforo y nitrógeno. Por eso no es sorprendente el que los estuarios y marismas se encuentren, junto con las aguas litorales polares y los arrecifes de coral, entre las regiones oceánicas de mayor biomasa. Por el contrario, las aguas azules tropicales, muy pobres en bioelementos, son casi desérticas y albergan una débil biomasa, a pesar de la considerable diversidad de sus biocenosis LOS OCÉANOS: En este tipo de ecosistema los factores físicos determinan la vida . Desde el punto de vista energético disponen de auxilios provenientes de las mareas, olas, corrientes frías o calientes, salinidad, temperatura, intensidad luminosa .Estos aspectos influyen en la composición de las sustancias alimenticias propias de estos ecosistemas, como también en el comportamiento, desarrollo e interrelaciones de los organismos. Las cadenas alimenticias marinas se inician con el fitoplancton y el zooplancton y terminan con animales grandes como tiburones, calamares, y peces grandes, lógicamente con eslabones intermedios como son los animales medianos Los océanos cubren casi tres cuartas partes de la superficie terrestre. La vida se extiende hasta sus zonas más profundas, pero los organismos fotosintéticos se limitan a las zonas superiores iluminadas. El mar tiene una profundidad media de 3 Km. y , excepto por una fracción relativamente pequeña de la superficie, es oscuro y frío. Por consiguiente la mayor parte de su volumen es habitado por bacterias, hongos y animales, y no por plantas. Hay dos divisiones principales de la vida en el océano abierto: la pelágica ( de flotación libre) y la bentónica (habitante del fondo). Un componente principal de la división pelágica es el http://marauz.tripod.com.mx/ecologia/relaciones%20alimenticias.htm#cadena alimenticia http://marauz.tripod.com.mx/ecologia/conceptos_claves.htm#Fitoplancton http://marauz.tripod.com.mx/ecologia/conceptos_claves.htm#Zooplancton Guía Didáctica de Ecología 23 plancton (fito y zooplacton) Está compuesto por algas, protistas, pequeños camarones, huevos y larvas de muchos peces e invertebrados. La división bentónica contiene los animales sésiles, tales como esponjas, anémonas de mar, almejas y muchos animales móviles, tales como gusanos, estrellas de mar, moluscos, crustáceos y peces. Tipos de biomas marinos: Las condiciones varían mucho de una parte a la otra del océano; esto implica que los seres vivos no son los mismos en todos los lugares. Por ello en los océanos distinguimos distintos tipos de biomas con determinadas características y formas de vida. Zona Litoral: Es una zona de transición entre el océano y la tierra. Está bien iluminada y en ella encontramos algas, moluscos, equinodermos y otros. Zona Nerítica: Esta situada a continuación de la zona litoral, sobre la plataforma continental, por lo tanto la profundidad es mayor, pero sigue estando bien iluminada. Organismos planctónicos y bentónicos abundan en ella. Zona Pelágica: Es la más alejada de la costa, está constituida por: Una zona fótica o zona iluminada en la que encontramos algas y peces y una zona afótica que a su vez se divide en batial y abisal; al carecer de luz no podemos encontrar vegetación alguna. Zonas Marítimas: Litoral, Nerítica y Pelágica . Observe como varía la profundidad ESTUARIOS: Presentan factores físicos como la salinidad, temperatura, movimientos y flujos de las aguas marinas, los cuales son más susceptibles de variación en las zonas cercanas a la costa que en alta mar. Los organismos vivos presentes en estos ecosistemas obtienen lassustancias alimenticias fácilmente, de modo que estos ecosistemas son muy fértiles y con sobreabundancia de individuos. Los estuarios son las entradas del mar en las desembocadura de los ríos, por tanto el factor salinidad es intermedio entre el mar y el agua dulce de los ríos. En los estuarios se pueden encontrar gran diversidad de organismos tales como: fitoplancton, microflora béntica (organismos que viven dentro o sobre el fango, la arena o roca), macroflora (plantas grandes como el mangle), zooplancton (larvas y huevos de crustáceos, etc) Los organismos característicos de los estuarios han desarrollado adaptaciones especiales para hacer frente a las mareas y grandes variaciones de salinidad lo que les permite aprovechar los grandes beneficios de éstas zonas fértiles y ricas en sustancias alimenticias. Guía Didáctica de Ecología 24 ARROYOS Y RÍOS: Los ríos se encuentran entre los ecosistemas naturales más intensamente usados por el hombre, lo mismo que los arroyos. Son aprovechados como abastecimiento y depósito de agua, producción pesquera, impulsadores de plantas hidroeléctricas. Teniendo en cuenta el aspecto energético, estos ecosistemas son incompletos, debido a que en gran parte dependen del auxilio biológico de los ecosistemas adyacentes (bosques). El equilibrio de estos ecosistemas se está alterando en detrimento de muchos organismos, incluyendo la población humana que obtiene gran cantidad de alimento de este tipo de ecosistema acuático. LAGOS Y LAGUNAS: El tiempo de vida de las lagunas, varía desde unas pocas semanas, meses, hasta varios años. En los lagos se pueden localizar distintas zonas; entre ellas tenemos: Zona Litoral: Formada por vegetales y animales grandes presentes en las orillas. Zona Limnética: Formada por agua superficiales en donde predominan el fito y zooplancton. Zona Profunda: Donde sólo se encuentran animales, no hay vegetales, puesto que a ella no llegan los rayos solares. La producción de estos ecosistemas depende del escurrimiento y transporte de materiales de áreas adyacentes, que en momentos determinados pueden aumentar la fertilidad vegetal y animal. Los ecosistemas acuáticos ofrecen variedad silvestre de fauna, flora, paisajes, alimentos, espacios recreativos y otros beneficios. COMUNIDADES Y POBLACIONES. En la terminología ecológica, ¿qué entiendes por comunidad y población? Una Comunidad es una asociación de organismos de diferentes especies viviendo e interactuando unas con otras (juntas). Así el ser humano, el perro, las pulgas en el perro, son todos miembros de la misma comunidad. A esta comunidad podemos agregar las cucarachas, árboles etc. Las comunidades varían en tamaño, carecen de barreras y están en raras ocasiones completamente aisladas. Ellas están interactuando e influyendo entre sí. En incontables maneras que no siempre son aparentes o visibles. Existen comunidades dentro de comunidades por ejemplo un bosque es una comunidad pero existen troncos pudriéndose. Este tronco contiene bacterias, hongos gusanos insectos, ratones etc. Los microorganismos que viven dentro del estómagos de una termita en el tronco pudriéndose también forman parte de la comunidad. Los organismos vivientes existen en un medio ambiente no http://marauz.tripod.com.mx/ecologia/#plancton (fito y zooplacton) Guía Didáctica de Ecología 25 vivo que es tan esencial para sus vidas como lo son sus interacciones con otros seres vivos. Minerales, aire, agua y luz solar es una parte del medio ambiente de las abejas, por ejemplo como las flores que polinizan y de las cuales toman el néctar. Juntos el medio ambiente no vivo y la comunidad viviente que lo contienen hacen un ecosistema Si consideramos que un ecosistema suele definirse como una compleja trama formada por la suma total de elementos físicos y seres vivos que actúan recíprocamente, podría admitirse que la biosfera -o sea el espacio del planeta que está habitado por seres vivos es un inmenso ecosistema, un súper ecosistema. Pero cuando hablamos de ecosistemas nos referimos a aquellos que, sumados, constituyen la biosfera; a unidades fundamentales que, como un bosque, un estanque o un río, son comunidades cuyos elementos físicos y biológicos tienen entre sí una interacción constante, ocupan un área determinada y, considerados en conjunto, guardan una independencia relativa y una afinidad considerable. Es indudable que los organismos del bosque y el medio físico en el que están asentados interactúan con especial intensidad, lo cual conduce a una suerte de independencia que les da la jerarquía de ecosistema. ELEMENTOS DEL ECOSISTEMA Conviene hacer hincapié en dos entidades que, por ser las partes integrantes del ecosistema, resultan de especial importancia para el ecólogo: a) los organismos del ecosistema, que constituyen lo que se llama biocenosis; b) el medio físico en que se asientan tales organismos, al cual se conoce con el nombre de biotopo (biotopo = lugar de la vida). Los organismos del ecosistema Los organismos del ecosistema o biocenosis pueden dividirse en tres grandes grupos: productores, consumidores y descomponedores. PLANTAS Salvo raras excepciones, los integrantes del reino plantas (que no es lo mismo que reino vegetal) utilizan la energía radiante del Sol para transformar el agua, ciertas sales y el dióxido de carbono en sustancias orgánicas que, tarde o temprano, servirán de alimento no sólo a ellas, sino también a los restantes organismos que habitan el planeta. La capacidad para realizar tal transformación (que no es otra cosa que la fotosíntesis) determina que el grupo de organismos que nos ocupa reciban el nombre de productores. No está de más señalar que existe también otro tipo de productores, que son las bacterias quimiosintéticas. Éstas se caracterizan por sintetizar moléculas orgánicas y obtener energía a partir de sustancias inorgánicas. Aunque su aportación para los intercambios de energía en el ecosistema es escasa, las bacterias quimiosintéticas resultan importantes desde el punto de vista del abastecimiento de ciertas sales esenciales. ANIMALES La subsistencia de todos los animales depende de las plantas, de los productores; de ahí que los animales reciban el nombre de consumidores. Cuando la dependencia es directa, esto es, Guía Didáctica de Ecología 26 cuando el animal se alimenta directamente de plantas (como una jirafa que come hojas de los árboles), decimos que el consumidor es de tipo primario. Pero si el animal en cuestión es carnívoro (como el león que caza a la jirafa) entonces resulta que el consumidor es secundario. Sobra decir que la criatura que sigue en la cadena sería un consumidor terciario. Aquí es donde se nota que he seleccionado un mal ejemplo porque ¿quién va a comerse al león? Bueno, podríamos forzar el asunto e imaginar a un cazador perdido en el África misteriosa. Lleva cuatro días sin comer y en su fusil no le queda más que un tiro. En eso descubre a un suculento antílope que bebe despreocupadamente a la orilla del río; contiene el aliento, apunta con cuidado y, cuando está a punto de disparar, aparece un león que resulta bastante amenazador y que, por lo visto, está aburrido de comer jirafas. El cazador ha perdido la oportunidad de elegir, de modo que busca el punto preciso, dispara y el temible felino se desploma mortalmente herido. Desesperado a causa de la situación, el cazador corta una pata a su presa y, haciendo de tripas corazón, decide poner en práctica un dicho popular que siempre estaba en boca de su madre: "lo que no mata engorda". Durante un buen rato come pequeños trozosde carne cruda que va recortando con su cuchillo. "Me he convertido en un consumidor terciario", piensa mientras busca ramas secas. Entonces se propone encender una hoguera que podría servirle no sólo para ablandar un poco la carne, sino también para mantener alejados a los leopardos y panteras que, sin duda, merodearían por la noche y podrían, en un descuido, convertirse en consumidores cuaternarios. ORGANISMOS DESCOMPONEDORES El que escribe tiene que confesar que, de haber tenido la oportunidad, a él le hubiera gustado más utilizar la palabra destruidores, destructores, desintegradores o desbaratadores. Pero cuando se llega tarde a la Ecología no hay más remedio que aceptar las reglas del juego. Pues resulta que, afortunadamente, la Naturaleza está llena de los famosos descomponedores. Y digo afortunadamente porque, si no fuera por ellos, los cadáveres se amontonarían hasta que se terminaran los nutrimentos básicos y ese sería el fin de la vida. Los descomponedores, pues, no sólo eliminan los cadáveres al ir desintegrando el protoplasma muerto, sino que completan los ciclos de materia y energía en el ecosistema. Claro que, a lo largo de la historia de la vida, ha habido rarísimas ocasiones en que ocurre el hecho asombroso y altamente improbable de que un organismo muera y no se descomponga, sino que quede congelado, incluido en ámbar, o que sus átomos sean sustituidos uno a uno por alguna sustancia mineral, etc. Cuando tales rarezas ocurren se produce el fenómeno conocido como fosilización o formación de fósiles, fenómeno que, para el biólogo, se ha traducido en la oportunidad de estudiar la vida del pasado, pero que si ocurriera en forma generalizada y continua, habría significado el fin de la vida en la Tierra. Existen dos tipos fundamentales de descomponedores: los saprozoos y los saprofitos. Saprozoos. Son animales que se alimentan de carroña, de materias corrompidas, de restos y excreciones de animales y vegetales. Las moscas son un ejemplo muy conocido de este tipo de organismos, pues en estado larvario se alimentan de la carne en descomposición. Saprofitos. Más que nada se trata de bacterias y hongos que obtienen materia orgánica de los Guía Didáctica de Ecología 27 cadáveres y, en general, de restos orgánicos de cualquier índole. Los saprofitos cumplen un papel importantísimo porque, además de su contribución decisiva en la eliminación de cadáveres, reintegran al medio físico una serie de elementos y compuestos que son indispensables para la reiniciación de nuevos ciclos de vida. NICHO ECOLÓGICO. NICHO ECOLÓGICO. ECOLOGICAL NICHE. Oficio de una especie dentro de su población o la función de ésta, dentro de la comunidad; a diferencia de lo que se piensa, el NICHO ECOLÓGICO no hace referencia al espacio físico que ocupa el organismo, sino a su función. Cada organismo tiene su propio papel dentro de la estructura y función de un ecosistema; a este papel se le llama NICHO ECOLOGICO. Un nicho ecológico de un organismo toma en cuenta todos los aspectos de la existencia de un organismo- todos los factores físicos, biológicos y químicos que un organismos necesita para sobrevivir, para permanecer saludable y para reproducirse. Entre otras cosas, el nicho incluye el medio físico que lo rodea en el cual un organismo vive (su hábitat) y como interacciona con y es influenciado por los componentes no vivos de su medio ambiente. ( por ejemplo, luz, temperatura etc. El nicho de un organismo también abarca los organismos que come, los organismos que lo comen y los organismos con los cuales compite. El nicho, entonces representa la totalidad de las adaptaciones de un organismo, el uso de sus recursos y el estilo de vida al cual esta ajustado. Obviamente una completa descripción del nicho ecológico de un organismo tiene numerosas dimensiones. Existen dos aspectos para un nicho ecológico de un organismo: 1.- El papel que el organismo pudiera jugar en la comunidad 2.- El papel que actualmente desempeña. El nicho ecológico puede ser potencialmente más amplio que lo que es actualmente. Como una analogía, una persona puede ser capaz de ser un Doctor y abogado, pero pocas personas manejan ambas profesiones. Un organismo es usualmente capaz de utilizar mucho más de los recursos de su medio ambiente o de recursos vivientes en una amplia variedad de hábitat de en las que actualmente los hace. El nicho ecológico potencial de un organismo es su NICHO FUNDAMENTAL, pero varios factores tales como la competencia con otras especies puede sacarlo de parte de su nicho fundamental. Así el estilo de vida que actualmente un organismo ejerce y los recursos que actualmente utiliza comprende su NICHO REALIZADO Es indudable que saber si un organismo es productor, consumidor y descomponedor nos brinda una información valiosa, pero insuficiente. Porque al ecólogo ocupado .en el estudio de un ecosistema le interesa saber de qué se alimenta cada especie, con qué otras especies compite por alimento, agua, espacio, etc., a qué organismos beneficia y a qué especies perjudica. Averiguar todos estos datos sirve para establecer el nicho ecológico de la especie estudiada. Guía Didáctica de Ecología 28 A pesar de que, en lenguaje cotidiano, un nicho es una concavidad formada en un muro o en la roca para colocar algo, en Ecología un nicho es algo muy distinto. Cuando el biólogo habla de un nicho se refiere al papel que juega un organismo determinado en la comunidad biótica. Con esto es fácil darse cuenta de que dos o más organismos pueden vivir en el mismo hábitat y ocupar nichos ecológicos diferentes. Una charca, por ejemplo, es un hábitat donde pueden habitar ciertas algas y protozoarios que se alimentan de ellas, pero salta a la vista que el nicho que ocupan unas y otros es muy distinto. Por otra parte no es extraño que dos especies distintas ocupen no sólo el mismo hábitat sino también el mismo nicho ecológico. Sin embargo, tal situación no suele ser muy duradera porque normalmente culminaría con la mejor adaptación de una de las especies y la extinción de la otra. Considerando todo lo anterior, podríamos definir un nicho ecológico como el papel desempeña una especie que tiene fuentes alimenticias determinadas y que, a su vez, es utilizada como alimento por: otras especies y actúa de manera peculiar sobre el medio y los organismos que coexisten con ella. POBLACIÓN La población se define como un conjunto de organismos de la misma especie que ocupan un área más o menos definida, que comparten determinado tipo de alimentos y que, si se reproducen sexualmente, realizan un intercambio de genes. Aunque ya se ha dicho que cada especie suele tener una o más poblaciones distribuidas cada una en una área determinada, todo parece indicar que no existe ningún impedimento insalvable para que dos poblaciones de una misma especie se fusionen ni tampoco para que una población se divida en dos.. Los individuos de cualquier población interactúan entre sí, con otras poblaciones, y en general, con el entorno físico. Es obvio que tal interacción es más intensa en especies gregarias o sociales (abejas, elefantes, termitas) que en las que tienen hábitos solitarios (osos, jaguares). CRECIMIENTO POBLACIONAL Se da el nombre de crecimiento poblacional, al aumento o disminución del número de individuos que constituyen una población. En términos teóricos, el crecimiento de una población puede ser asombroso. Carlos Darwin dice en su Origen de las especies, que: “El elefante es considerado como el animal que se reproduce más despacio entre todos los conocidos, y me he tomado el trabajo de calcular la progresión mínima probable de su aumento natural; si admitimos que empieza a criara los treinta años, y que continúa criando hasta los noventa, produciendo en este intervalo seis hijos, y que sobrevive hasta los cien años: y siendo así, después de un periodo de 740 a 750 años habría aproximadamente diecinueve millones de elefantes vivos descendientes de la Guía Didáctica de Ecología 29 primera pareja”. Sin embargo, en la realidad o, mejor dicho, en condiciones naturales, existen múltiples trabas que actúan como factores limitantes y determinan que las poblaciones se mantengan estables, sobre todo si se consideran largos periodos de tiempo y si se trata de poblaciones cerradas, es decir, aquéllas que carecen de individuos entrantes (inmigración) y salientes (emigración). Es lógico suponer que, a medida que crece una población, aumenta la competencia entre los individuos que la integran por la sencilla razón de que los alimentos y nutrimentos son limitados. Esto determina que las gráficas elaboradas para registrar el crecimiento de poblaciones (número de individuos en función del tiempo) tengan forma de sigmoide. DENSIDAD DE POBLACIÓN La densidad de población está dada por el número de individuos que la constituyen en relación con alguna unidad de espacio; por ejemplo, tres leones por kilómetro cuadrado. Cuando una población no está regulada eficazmente por la serie de factores externos correspondientes, puede transformarse en plaga. Tal ocurre cuando se presenta la langosta o la marabunta. Sin embargo, por lo común existe un equilibrio de las poblaciones naturales, En el cual juegan un papel decisivo los depredadores. A mayor densidad de población, mayor será la mortalidad ocasionada por los depredadores. Asimismo, éstos mantienen su población gracias a que, al volverse escasa una de las especies que les alimenta, lo común es que recurran a otras especies, con lo cual dan tiempo a que aquélla se reponga y; a la larga, a una oscilación alternada de las poblaciones alimenticias. De ahí que mientras mayor sea la diversidad, más presas alternativas tendrán los consumidores y más estable será el ecosistema. Cuando, por el contrario, las cadenas de alimentación son lineales o simples, el sistema resulta extremadamente inestable. A pesar de haberse empleado otros términos, ya se ha dicho que las diferentes poblaciones que habitan en un ecosistema se relacionan recíprocamente. ¿Pero hasta dónde llega la importancia de tales relaciones? La respuesta es que, salvo insignificantes excepciones, no existen poblaciones autosuficientes porque todas ellas dependen de otras que les proporcionan los medios para la alimentación, la reproducción, la protección, etcétera. HOMEOSTASIS DE LAS POBLACIONES Uno de los fenómenos más asombrosos del ecosistema es lo que ha dado en llamarse homeostasis de las poblaciones. Originalmente acuñado por fisiólogos, el término homeostasis se refiere a la conservación de innumerables factores que constituyen lo que se conoce como el medio interno de los organismos. Mantener la temperatura de nuestro cuerpo (37°C) en cualquier clima es un fenómeno de homeostasis. Lo mismo ocurre con la conservación de una cierta cantidad de glucosa en la sangre o de una cierta presión dentro de las células. En Ecología, la homeostasis se refiere al hecho de que las poblaciones tienden a autorregularse, a permanecer más o menos constantes, pero a condición de que el ecosistema en que viven esté en equilibrio. Entre las formas más eficaces y temibles de romper el equilibrio del ecosistema se cuenta la introducción irracional de nuevas especies. El ejemplo obligado se refiere a algo ocurrido en Guía Didáctica de Ecología 30 Australia. Alguien tuvo la desventurada idea de que lo que ese país necesitaba eran conejos. A los ejemplares seleccionados les sentó de maravilla el clima del lugar y no tardaron en entregarse con singular dedicación a uno de sus más caros pasatiempos: la reproducción. Al poco tiempo resultó que, como no había enemigos naturales que regularan la población de tales roedores, ésta aumentó irrefrenablemente y los asombrados colonos presenciaron auténticas devastaciones en la vegetación de los campos, lo cual, indirectamente, ocasionó daños tremendos en otras poblaciones animales. RELACIONES ENTRE POBLACIONES Al hablar del medio ambiente se ha hecho referencia a tres modalidades distintas de relación entre los organismos: 1º . Ayuda y protección, 2º . Relaciones presa-depredador 3º . Relaciones de competencia entre una o varias poblaciones. Ahora trataremos de enfocar el problema desde otro punto de vista. A pesar de la insistencia en que las relaciones entre los organismos y el medio son de índole recíproca, valdría la pena señalar que los distintos organismos de una comunidad cualquiera se relacionan de muy diversas maneras. Existen, en efecto, relaciones establecidas con regularidad que pueden dividirse en unidireccionales y recíprocas. También las hay que son fortuitas y, a pesar de las apariencias, pueden tener enorme importancia. Imagina que estás en medio de una vasta llanura africana. El Sol es tan intenso que te resta energías para caminar y te hace perder mucha agua. En eso descubres un elefante inmóvil y te pones a su lado para aprovechar la sombra. La relación que has establecido con el paquidermo es unidireccional. Pero he aquí que tu benefactor decide echarse a correr y te expone nuevamente al achicharramiento del Astro Rey. Haces varios intentos de recuperar la sombra pero el animal insiste en moverse de un lado a otro. Entonces tienes una chispa de inspiración excepcional y descubres que rascándole la barriga la bestia se queda quieta y pone los ojos en blanco. En ese momento has iniciado una relación recíproca con tu compañero de aventura. Como ya sientes cansado el brazo, piensas que, con suerte, los nubarrones que han aparecido a lo lejos pronto cubrirán el cielo y podrás reanudar la marcha sin preocuparte más por buscar sombra. En eso estás cuando se escucha un trueno espantoso. El paquidermo da una marometa y huye despavorido. Desafortunadamente no has tenido tiempo de quitarte. Las dos o tres toneladas que pesa el elefante te han dejado literalmente apachurrado. Ya no estás para saberlo, pero has incurrido en una relación fortuita. Pero dejemos por ahora los ejemplos fantásticos y examinemos algunos que corresponden a la vida real. RELACIONES RECÍPROCAS. ¿Qué entiendes cómo relaciones reciprocas en las poblaciones? Guía Didáctica de Ecología 31 ¿Conoces los términos: depredación, mutualismo y parasitismo? Descríbelos. Es evidente que todas las poblaciones están sujetas a una o más modalidades de relación recíproca, siendo las más frecuentes: depredación, mutualismo, esclavitud, usurpación y parasitismo. DEPREDACIÓN La mayoría de los depredadores son animales de vida libre que se dedican a la nada amigable ocupación de devorar total o parcialmente a otros organismos. Cuando el sujeto devorado es una planta, además de consumidor primario, el animal resulta ser un depredador herbívoro. En cambio, si el depredador vive de los animales que caza, se dice que es carnívoro. Existen también unos cuantos casos de plantas que, por estar provistas de mecanismos que les permiten atrapar y digerir a ciertos animales pequeños, han sido llamadas carnívoras Aunque la depredación determina el aniquilamiento o mutilación de la presa, ésta suele recibir, en tanto forma parte de una población, un beneficio indirecto. La clave de tal paradoja está en que la muerte de algunos individuos resulta favorable para que la población a la que pertenecen no resulte víctima de los múltiples inconvenientesque acarrea la superpoblación. Asimismo, la desaparición de los individuos peor dotados resulta beneficiosa desde el punto de vista de la evolución de la especie. MUTUALISMO.- Mycorrhizae son asociaciones mutualistas que toman lugar entre el hongo y las raíces de casi todas las plantas. Los hongos absorben minerales esenciales de la tierra y se los proporcionan a las plantas y las plantas proporcionan a las plantas con comida con comida producida por la fotosíntesis. Es el caso de ciertos pájaros que se posan sobre el lomo de vacas y caballos y picotean sus piojos, pulgas y garrapatas. Así, las aves se benefician porque se alimentan; mientras las vacas y los caballos se liberan de los molestos parásitos. El cangrejo ermitaño para proteger su blando cuerpo, vive en el interior del caparazón vacío de un caracol. Una anémona de mar se adhiere, a su vez, sobre la conchilla. La anémona se Guía Didáctica de Ecología 32 beneficia alimentándose con los restos que el cangrejo deja caer y éste se encuentra protegido por los urticantes tentáculos de la anémona Los peces payaso se refugian entre los tentáculos de las anémonas de mar. Ambos organismos se benefician: los peces están protegidos y pueden comer los restos de alimento de las anémonas. Éstas aprovechan la “limpieza” que los peces les hacen y los restos de comida que esos animales dejan caer. Además, los colores de los peces atraen a ciertos predadores, que así son atrapados por las anémonas. Ya se ha hablado de la relación de mutuos beneficios entre leguminosas (trébol, alfalfa, haba) y bacterias nitrificantes (Rhizobium, Azotobacter). Las bacterias penetran por los pelos absorbentes y forman engrosamientos o nudosidades desde las cuales producen sales nitrogenadas que son indispensables para que la planta sintetice sustancias proteínicas. A cambio, ésta ofrece azúcares que las bacterias requieren como fuente de energía para sus funciones vitales. Un ejemplo que el autor no puede menos que calificar como inquietante es el de la simbiosis entre una mariposa llamada Pronuba yuccasella y ciertas plantas del género Yucca. Las flores de estas plantas cuentan con ovarios tan herméticamente cerrados que no podrían ser fecundados si no fuera porque la Pronuba perfora la pared y deposita entre los óvulos una pelotita de polen que ha obtenido previamente de las anteras. Lo inquietante del asunto está en que tal maniobra parece obedecer a la necesidad que tiene la mariposa de desovar en el interior de mismo óvulo que ha polinizado para que sus crías puedan alimentarse de él mientras completan su desarrollo. Afortunadamente para ambas especies, las voraces larvas respetan suficientes semillas para que las yucas se reproduzcan a su ritmo normal. ESCLAVITUD El caso más sonado en la literatura entomológica es el de las hormigas del género Polyergus, avezadas secuestradoras de larvas y pupas de sus "primas" del género Formica. Cuando éstas llegan a adultas, tienen que mantener a sus captoras y construirles el nido. Igualmente famoso es el caso de las hormigas que se apoderan de "rebaños" de pulgones, cuyos azucarados excrementos resultan exquisitos manjares para aquéllas. USURPACIÓN De todos conocido es el caso de ciertas aves que ponen sus huevos en nidos ajenos para aprovechar el calor de especies más pacientes y abnegadas. Pero existen casos, como el del género Molothrus, que sobrepasan lo imaginable porque no sólo aprovechan el nido y los cuidados, sino que llegan al extremo de expulsar a los legítimos polluelos y acaparar para sí todo el alimento que llevan los padres adoptivos. PARASITISMO Guía Didáctica de Ecología 33 Lo que distingue a esta modalidad es que el parásito vive a expensas del huésped causándole daño, y que se aloja encima (ectoparásito) o en el interior (endoparásito) de su cuerpo. Acaso lo más útil para no confundir al depredador con el parásito sea la talla. Mientras que el depredador suele ser mayor que su presa, el parásito, comparado con su huésped, resulta un ente diminuto. Piojos, ladillas, pulgas, garrapatas y corucos son ectoparásitos ampliamente conocidos. Igualmente famosos son algunos endoparásitos tales como ciertas amibas (Entamoeba histolytica), las tenias, el bacilo de Koch, las triquinas, etc. Cuando una especie, llamada parásito, se beneficia y la otra el huésped se perjudica, la relación se denomina parasitismo. Los parásitos pueden ser bacterias, hongos, animales o vegetales, que se alimentan de sustancias producidas por el huésped. Las pulgas y las garrapatas que se encuentran sobre el cuerpo de algunos animales, alimentándose de su sangre, son parásitos. Los piojos, que viven sobre la cabeza del organismo humano, tienen las patas transformadas en pinzas, que les permiten sujetarse al pelo. Estos insectos se alimentan chupando la sangre de su huésped. Los parásitos pueden vivir sobre otro organismo, como las pulgas y los piojos, o dentro de él, como la tenia (o lombriz solitaria), que habita el intestino de ciertos animales. Existen organismos parásitos que tienen que recurrir a uno o más intermediarios para poder abordar a sus huéspedes con regularidad. Tal es el caso del protozoario causante del paludismo, el cual pasa una parte de su vida dentro de los mosquitos del género Anopheles y la otra en la sangre de la especie humana. Al hombre le interesa no sólo conocer a sus parásitos y a los de las plantas y animales que utiliza, sino también a los parásitos y depredadores de sus competidores y enemigos. La clave de dicho interés está en que, a la postre, esos parásitos y depredadores resultan aliados valiosísimos para el control biológico de plagas. No está de más señalar que, tratándose de control biológico de plagas, a los biólogos les ha salido el tiro por la culata en más de una ocasión. De ahí que resulte especialmente importante realizar estudios concienzudos del medio donde se piensa introducir alguna especie nueva. RELACIONES UNIDIRECCIONALES. ¿Qué entiendes por relaciones unidireccionales? ¿Cuál es tu concepto de co-evolución? Cuando dos especies se relacionan de manera que sólo una de ellas recibe algún beneficio, se trata de un caso de comensalismo. El individuo indiferente o no afectado se llama huésped; el beneficiado, que recibe el nombre de comensal, puede depender total o parcialmente del huésped. En el primer caso, los procesos evolutivos pueden desembocar en relaciones Guía Didáctica de Ecología 34 simbióticas o de parasitismo. Una de las muestras más conocidas de comensalismo es la de las plantas epífitas, como el heno y ciertas orquídeas, que crecen encima de diversas especies de árboles. Tratándose de animales, el ejemplo clásico es el del pez rémora que se adhiere a la superficie ventral del cuerpo del tiburón y recibe de éste no sólo transporte gratuito, sino también protección y residuos alimenticios . COEVOLUCIÓN A veces dos diferentes especies desarrollan una intima asociación así que, a través del tiempo el curso de evolución de cada especie es afectado. COEVOLUCIÓN es la evolución interdependiente de dos o más especies que ocurre como un resultado de sus interacciones. Las plantas con flores y los animales polinizadores proporcionan un excelente ejemplo de coevolución. Las abejas, los escarabajos, murciélagos y otros animales transportan las estructuras reproductivas llamadas polen, de una planta a otra. Durante los millones de años sobre el cual esa asociación se desarrollo, las plantas que tienen flores desarrollaron un número de modos para atraer a los insectos polinizadores. Una de las
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