ECOLOGIA.
La
ecología es la ciencia que trata con las interacciones entre organismos y
ambiente. Su estudio puede llevar diferentes niveles, desde el amplio panorama
del ecosistema y la interacción común de la población, hasta el estudio parcial
del nicho de organismos individuales. También involucra el estudio del ambiente físico, incluyendo
los átomos y ala moléculas que forman las partes vivas e inertes del
ecosistema.
Estas interacciones involucran
materia y energía, las entidades vivas requieren de un constante flujo de
energía y materia para garantizar su supervivencia; por lo tanto. El organismo
muere si el flujo de energía y materia cesa.
Asi un organismo puede comer a otro
y usarlo como fuente de energía y materia prima, en algunos casos puede
utilizarlo temporalmente sin dañarlo o proveer un servicio a otro.
"Ecología" fue
inventada por el biólogo alemán Ernest H. Heckel, en donde toma como base dos
palabras de origen griego OIKOS casa y LOGOS tratado o estudio, por lo tanto la
palabra ecología, según Heckel, quiere decir "Estudio de la Casa de los
Seres Vivos".
Hábitat.- Lugar donde habitan
los seres vivos, en un mismo hábitat
pueden vivir varios animales
al mismo tiempo.
IMPORTANCIA DEL ESTUDIO DE LOS PROCESOS
ECOLÓGICOS.
Toda la vida en el planeta y
nuestra propia vida dependen del equilibrio
de todos los seres vivos con su medio ambiente.
El rompimiento del equilibrio
natural existente entre determinados seres vivos y su hábitat lleva a la
extinción a muchos de ellos. Por ello es muy importante que el hombre
tenga conocimiento
acerca de los procesos ecológicos y por lo tanto, toda la dinámica
poblacional, que consiste en:
- Número de individuos de una especie por unidad de área de hábitat (densidad de población).
- Crecimiento de la población. (índices de natalidad y muerte).
3. Mecanismos
de dispersión (mecanismos por los cuales las poblaciones se alejan de su
hábitat, migración y
emigración)
La
ecología se clasifica en:
POBLACIÓN
La población es un conjunto de
organismos de la misma especie que ocupan un área más o menos definida y que
comparten determinado tipo de alimentos.
Aunque cada especie suele tener
una o más poblaciones distribuidas cada una en un área predeterminada, no
existe ningún impedimento para que dos poblaciones de una misma especie se
fusionen ni tampoco para que una población se divida en dos.
Crecimiento poblacional
Es el aumento o disminución del
número de individuos que constituyen una población.
Las poblaciones tienen una tasa
de nacimiento (número de crías producido por unidad de población y tiempo), una
tasa de mortalidad (número de muertes por unidad de tiempo) y una tasa de
crecimiento.
El principal agente de
crecimiento de la población son los nacimientos, y el principal agente de
descenso de la población es la muerte.
Cuando el número de nacimientos
es superior al número de muertes la población crece y cuando ocurre lo
contrario, decrece. Cuando el número de nacimientos es igual al de muertes en
una población dada su tamaño no varía, y se dice que su tasa de crecimiento es
cero.
Teóricamente, el crecimiento de una población puede
ser asombroso.
COMUNIDAD
Una
comunidad es una reunión de todas las poblaciones de distintas especies de
organismos que interactúan en un área.
Algunas especies juegan papeles secundarios, mientras que otras tienen
papeles principales, pero todas son arte de la comunidad. Por ejemplo, el pasto
de la pradera juega un papel principal, puesto que además de contribuir con la
fotosíntesis proporciona alimento y albergue a los animales que viven en el
área. Los saltamontes, la marmota de pradera y el bisonte son consumidores
importantes de pasto. La alondra de la pradera consume muchos tipos de insectos
y, aunque son una parte notable y llena de color en la escena de la pradera,
tienen un papel relativamente pequeño
para mantener una comunidad en la pradera. Los hongos y bacterias depositadas
en el suelo desintegran los cuerpos de plantas y animales muertos y proporcionan
los nutrientes necesarios para las plantas.
Las
comunidades consisten en poblaciones de especies diferentes que interactúan
entre sí y con su mundo físico.
ECOSISTEMA
Un
ecosistema es un espacio definido en el que tienen lugar las interacciones
entre una comunidad, con todas sus relaciones mutuas y complejas y con el medio
físico. El mundo físico tiene un papel determinante en los tipos de plantas y
animales que puedan vivir en un área. No esperamos ver un árbol bananero en el
Ártico o una morsa en el Rio Mississippi. Los arboles bananeros se adaptan a
áreas calurosas, húmedas y tropicales, pero las morsas requieren aguas frías
del océano. Algunos ecosistemas, como los prados y ciertos tipos de bosques, se
forman por los incendios periódicos. El
tipo de suelo y la cantidad de humedad
también influyen en los tipos de organismos encontrados en un área.
Aunque
es fácil ver que un ambiente físico pone limitaciones a los tipos de organismos
que puedan vivir en un área, es importante reconocer que los organismos
impactan sus ambientes físicos. Los arboles descomponen la fuerza del viento,
mientras que los animales de apacentamiento forman caminos y los gusanos crean
agujeros que airean la tierra. Los conceptos de comunidad y ecosistema están
relacionados; sin embargo, un ecosistema es un concepto más amplio porque
involucra aspectos físicos como los procesos biológicos.
Cada
sistema tiene partes que se relacionan entre sí de formas muy especificadas.
Una bicicleta tiene ruedas, un marco, guías, frenos, pedales y un asiento;
estas partes deben de organizarse de cierta manera o el sistema conocido como
bicicleta no funcionara. Es muy simple, los ecosistemas tienen partes que deben
organizarse en formas especifica porque de lo contrario, los sistemas no
operaran. Un concepto de ecosistemas más completo se analiza desde tres puntos
de vista: la forma de energía utilizada dentro del ecosistema y el ciclo de
trayecto de los átomos de un organismo a otro.
BIOSFERA
En ecología,
la biosfera o biósferaes el sistema
formado por el conjunto de los seres vivos
propios del planeta Tierra,
junto con el medio físico que les rodea y que ellos contribuyen a conformar.
Este significado de envoltura viva de la Tierra, es el de uso más extendido,
pero también se habla de biosfera, en ocasiones, para referirse al espacio
dentro del cual se desarrolla la vida. La biosfera está distribuida cerca de la
superficie de la Tierra,
formando parte de la litosfera, hidrosfera y atmósfera.
La biosfera es el ecosistema
global. Al mismo concepto nos referimos con otros términos, que pueden
considerarse sinónimos, como ecosfera
o biogeosfera. Es una creación
colectiva de una variedad de organismos y especies que interactuando entre sí,
forman la diversidad de los ecosistemas. Tiene propiedades que permiten hablar de ella
como un gran ser vivo, con capacidad para controlar, dentro de unos límites, su
propio estado y evolución.
MEDIO AMBIENTE
Todo
lo que afecta a un organismo durante la vida es comúnmente conocido como su
ambiente. Este es un concepto muy amplio; por ejemplo, durante su vida, es
probable que un animal como un mapache interactúe con millones de organismos
(bacterias, organismos de alimentos, parásitos, compañeros, depredadores,
etc.); además, bebe muchos litros de agua, respira enormes cantidades de aire,
y responde a los cambios diarios de temperatura y humedad. Esta lista es solo
el principio de la descripción de algunos componentes que forman el ambiente
del mapache. Dada esta complejidad, es útil subdividir el concepto de ambiente
en factores abióticos (inerte) y bióticos (con vida).
SUSTRATO
Es la capa de suelo debajo de la capa superficial del suelo en la superficie de la tierra. El
subsuelo puede incluir sustancias como la arcilla y/o arena, que sólo han sido parcialmente desglosadas por aire, luz
solar, agua, viento, etc, para producir suelo verdadero.
NICHO ECOLÓGICO
Es el hábitat compartido por varias especies. Formalmente, el nicho ha sido descrito
como un hipervolumen de n-dimensiones, donde cada dimensión corresponde a los factores antes
descritos. De esta forma, el nicho involucra a todos los recursos presentes del
ambiente, las adaptaciones del organismo a estudiar y cómo se relacionan estos
dos (nivel de adaptación, eficiencia de consumo, etc.).
FACTORES BIÓTICOS
Los "factores bióticos"bio (vida) o componentes bióticos son los
seres vivos que interactúan, se
refieren a la flora,fauna , humanos de un lugar y a sus interacciones. Los individuos deben tener
comportamiento y características fisiológicas específicas que permitan su
supervivencia y su reproducción en un ambiente definido. La condición de compartir un ambiente engendra
una competencia entre las especies, competencia dada por el alimento, el espacio, etc.
FACTORES ABIOTICOS
Los factores abióticos son
los distintos componentes que determinan el espacio físico en el cual habitan
los seres
vivos; entre los más importantes podemos encontrar: el agua, la temperatura, la luz, el pH, el suelo, la humedad, el aire (sin el cual muchos seres vivos no podrían vivir) y los nutrientes. Específicamente, son los factores sin vida. Los factores abióticos son
los principales frenos del crecimiento de la población. Estos varían según el
ecosistema de cada ser vivo, por ejemplo el factor biolimitante fundamental en
el desierto es el agua, mientras que para los seres vivos de las zonas
profundas del mar el freno es la luz.
FLUJOS DE ENERGIA A TRAVES DE LOS ECOSISTEMAS
Un ecosistema es un mecanismo
autoregulador y estable, pero no inmutable. Los organismos crecen dentro de el,
se reproducen, se deterioran y mueren;
la única fuente significativa de energía para la mayoría de los ecosistemas es
la luz solar. Los productores son los únicos organismos caoaces de atrapar la
energía solar a través del procesio de la fotosíntesis y hacerla disponible
para ekl ecosistema. La energía es acumuladas en las moléculas de los productores
, que a su vez transfieren a otros organismos cuando son comidos. Cada paso en
el flujo de energía a través de un ecosistema es conocido como nivel trofico.
Los productores (Plantas, algas, fitoplancton ) constituyen el primer nivel
trofico, los herviboros forman el
segundo nivel, los carnívoros que comen herviboros el tercer nivel y los
carnívoros que comen carnívoros el cuarto nivel.
PRODUCTIVIDAD
La
productividad es la relación
entre la cantidad de productos obtenida por un sistema productivo y los
recursos utilizados para obtener dicha producción. También puede ser definida
como la relación entre los resultados y el tiempo utilizado para obtenerlos:
cuanto menor sea el tiempo que lleve obtener el resultado deseado, más
productivo es el sistema. En realidad la productividad debe ser definida como
el indicador de eficiencia que relaciona la cantidad de recursos utilizados con
la cantidad de producción obtenida.
En
un ecosistema, las conexiones entre las especies se relacionan generalmente con
su papel en la cadena alimentaria. Hay tres categorías de organismos:
- Productores o Autótrofos -- Generalmente las plantas o las cianobacterias que son capaces de fotosintetizar pero podrían ser otros organismos tales como las bacterias cerca de los respiraderos del océano que son capaces de quimiosintetizar.
- Consumidores o Heterotrofos -- Animales, que pueden ser consumidores primarios (herbívoros), o consumidores secundarios o terciarios (carnívoros y omnívoros).
- Descomponedores o detritívoros -- Bacterias, hongos, e insectos que degradan la materia orgánica de todos los tipos y restauran los alimentos al ambiente. Entonces los productores consumirán los alimentos, terminando el ciclo.
Estas relaciones forman las
secuencias, en las cuales cada individuo consume el preceder y es consumido por
el que sigue, lo que se llama cadenas
alimentarias o las redes del alimento. En una red de alimento, habrá
pocos organismos en cada nivel como uno sigue los acoplamientos de la red
encima de la cadena, formando una pirámide.
Estos conceptos llevan a la
idea de biomasa
(la materia viva total en un ecosistema), de la productividad primaria (el
aumento en compuestos orgánicos), y de la productividad secundaria (la materia
viva producida por los consumidores y los descomponedores en un rato dado).
Estas dos ideas pasadas son dominantes, puesto que permiten evaluar la
capacidad de carga -- el número de organismos que se pueden apoyar por un
ecosistema dado. En ninguna red del alimento, la energía contenida en el nivel
de los productores no se transfiere totalmente a los consumidores. Se pierden
el ascendentes cuanto más alta es la cadena, más la energía y los recursos.
Así, puramente de una energía y de un punto de vista del alimento, es más
eficiente para que los seres humanos sean consumidores primarios (subsistir de
vehículos, de granos, de las legumbres, de la fruta, del etc.) que ser
consumidores secundarios (herbívoros consumidores, omnívoros, o sus productos)
y aún más tan que como consumidor terciario (carnívoros consumidores,
omnívoros, o sus productos). Un ecosistema es inestable cuando se sobra la
capacidad de carga. La productividad total de los ecosistemas es estimada a
veces comparando tres tipos de ecosistemas cones base en tierra y el total de
ecosistemas acuáticos. Levemente sobre mitad de la producción primaria se
estima para ocurrir en tierra, y el resto en el océano.
- Los bosques (1/3 de la superficie terrestre de la Tierra) contiene biomasas densas y es muy productiva.
- Sabanas, praderas, y pantanos (1/3 de la superficie terrestre de la Tierra) contiene biomasas menos densas, pero es productiva. Estos ecosistemas representan a las mayores partes de qué seres humanos dependen encendido para el alimento.
- Ecosistemas extremos en las áreas con climas más extremos -- desiertos y semi-desiertos, tundra, prados alpestres, y estepas -- (1/3 de la superficie terrestre de la Tierra) tiene biomasas muy escasas y baja productividad
- Finalmente, los ecosistemas del agua marina y dulce (3/4 de la superficie terrestre de la Tierra) contiene biomasas muy escasas (aparte de las zonas costeras).
Los ecosistemas difieren en su biomasa (carbón de
los gramos por metro cuadrado) y la productividad (carbón de los gramos por
metro cuadrado por día), y las comparaciones directas de la biomasa y la
productividad puede no ser válida. Un ecosistema tal como este encontrado en
taiga puede ser alto en biomasa, pero de crecimiento lento y así bajo en
productividad. Los ecosistemas se comparan a menudo en base de su volumen de
ventas (cociente de la producción) o del tiempo del volumen de ventas que sean
los recíprocos del volumen de ventas. Las acciones humanas durante los últimos
siglos han reducido seriamente la cantidad de la tierra cubierta por los
bosques (tala de árboles), y han aumentado agroecosistemas. En últimas décadas,
un aumento en las áreas ocupadas por ecosistemas extremos ha ocurrido, por
ejemplo la desertificación.
LEY DEL DIEZMO ECOLÓGICO
Hemos dicho que en la medida que la energía pasa
de nivel trófico a otro, la mayor parte de ella se pierde en la respiración,. Es
una consecuencia de la Segunda Ley de la Termodinámica ya que en cada
transferencia hay una pérdida de considerable de energía. Esto es lo que se
conoce como La Ley del Diez por Ciento o La Ley del Diezmo Ecológico.
Aplicar las leyes de la termodinámica al flujo de energía
y materia y la formación de biomasa, se ha considerado que al pasar a de un nivel
trófico a otro se obtiene solo el 10% de energía que se obtuvo en el nivel
precedente, lo que significa que, de un 100% de energía capturada, los
organismos ocupan el 90% en su metabolismo, movimiento, transporte, etc. Almacenando
en su estructura un 10% del total consumido para ser aprovechado para el
siguiente nivel trófico. El enunciado de este fenómeno dice en concreto: Solo
el 10% de la energía fijada en un nivel trófico es utilizado por el siguiente
nivel.
Analizando este enunciado observamos que un
productor aprovecha el 90% de la energía solar fija que usa para realizar sus funciones de sobrevivencia en
caso de servir alimento a algún herbívoro utiliza el 90% de esa cantidad que recibió
para sobrevivir, y en caso de servir de alimento a algún carnívoro este, solo podrá
utilizar el 10% de la cantidad que recibió el herbívoro
Hagamos un simple ejercicio.
Basándonos en la ley del diez por ciento,
calculemos las kilocalorías que cada nivel de cadena alimentaria debe añadir a
su contenido energético, considerando que cada uno se alimenta con el tejido de
un organismo de nivel precedente.
Si el productor: elabora 1000 C de tejido.
El herbívoro aprovecha 100 C de energía en forma
de tejido.
El carnívoro aprovecha 10 C de energía en forma de
tejido.
El carnívoro final aprovecha 1 C de energía en
forma de tejido.
¿Cuánto deben añadir cada nivel a su contenido energético
para sobrevivir?
La respuesta exige cálculos que no vienen al caso,
pero nos lleva a una conclusión importante y es que el límite superior practico
del numero de etapas que puede presentar una cadena trófica corresponde
aproximadamente a 4 o 5 niveles, debido a que se pierde gran cantidad de energía
en cada transferencia de energía entre niveles, de suyo que al final no existe energía
suficiente para mantener un organismo.
Igualmente nos da una clara idea de la cantidad de
energía que debemos fijar en los productores para poder alimentar una población
cada día más creciente.
CADENAS TROFICAS
La cadena trófica (del griegothrophe, alimentación) describe el
proceso de transferencia de sustancias nutritivas a través de las diferentes
especies de una comunidad biológica,1
en el que cada uno se alimenta del precedente y es alimento del siguiente.
También conocida como cadena
alimentaria, es la corriente de energía
y nutrientes
que se establece entre las distintas especies
de un ecosistema
en relación con su nutrición.
- Cada cadena se inicia con un vegetal, productor u organismo autótrofo o sea un organismo que "fabrica su propio alimento" sintetizando sustancias orgánicas a partir de sustancias inorgánicas que toma del aire y del suelo, y energía solar (fotosíntesis), o mediante sustancias y reacciones químicas (quimiosíntesis).
- Los demás integrantes de la cadena se denominan consumidores. Aquel que se alimenta del productor será el consumidor primario; el que se alimenta de este último será el consumidor secundario que seria un carnívoro y un terciario que sería un supercarnivoro de algún otro ser.
- Existe un último nivel en la cadena alimentaria que corresponde a los descomponedores o degradadores. Son los microorganismos. Estos actúan sobre los organismos muertos, degradan la materia orgánica. Posteriormente por acción del ambiente, los microorganismos transforman nuevamente los nutrientes en materia orgánica disponible para las raíces o en sustancias inorgánicas devolviéndola al suelo (nitratos, nitritos, agua) y a la atmósfera (dióxido de carbono).
En una cadena trófica, cada
eslabón (nivel trófico) obtiene la energía necesaria
para la vida del nivel inmediatamente anterior; y el productor la obtiene del sol. De este modo, la
energía fluye a través de la cadena de forma lineal.
En este flujo de energía se
produce una gran pérdida de la misma en cada traspaso de un eslabón a otro, por
lo cual un nivel de consumidor alto (ej: consumidor terciario) recibirá menos
energía que uno bajo (ej: consumidor primario).
Dada esta condición de flujo de energía, la
longitud de una cadena no va más allá de consumidor terciario o cuaternario.
RELACION ENTRE LA PRIMERA Y LA SEGUNDA
LEY DE LA TERMODINAMICA.
Termodinamicamente la segunda ley
dice que la energía siempre e transforma de una energía a otra, y alguna
energía se convierte en no útil (por lo general la perdida de calor). Asi,
siempre hay menos energía útil en proceso de conversión .cuando la energía se
tranfiere de un nivel trofico a otro la cantidad de energía disminuye de forma
sucesiva en cada nivel , esta perdida de calor se disipa en el entorno y
calienta el aire, el agua de la tierra.
