ECOSISTEMAS I

Prof. FELIX HUARANGA MORENO

ANTECEDENTES DEL CONCEPTODE ECOSISTEMA

En 1935 Alfred George Tansley (1871-1955)

introduce un nuevo trmino al mundo cientfico, ECOSISTEMA, el que es un concepto ecolgico holstico e integrativoque combina los organismos vivos y el ambiente fsico en un sistema natural.

Tansley, present

el nuevo trmino en un artculo de 23 pginas en la revista Ecology, titulado: The use and abuse of vegetational conceptsand terms. Los ecosistemas son de varias clases y dimensiones, representan una categora en un sistema fsico jerrquico desde el propio universo al tomo

A. Tansley

El artculo de Tansley respondi a una invitacin del eclogo Henry Chandler Cowles (1869- 1939), quien estudi el proceso de sucesin en las dunas de lago Michigan.

Sin embargo, el aspecto msimportante fue la aparicin de cuatroartculos del eclogo sudafricanoJohn Phillips (1931, 1934, 1935a,1935b) sobre comunidad bitica,sucesin, desarrollo sucesional, yclmax y superorganismo (complexorganisms).

En su trabajo se observa claramente lainfluencia de las ideas del eclogoamericano Frederic Clements (1874-1945), especialmente la concepcin delas comunidades biticas comoorganismos complejos

F. Clements

Hasta ese momento el concepto de ecosistema surgicomo un argumento terico, no como resultado de estudios

tcnicos o de una sntesis de observaciones de campo.

Tansley nunca volvi a utilizar su concepto en sus estudios,

solamente en algunas revisiones conceptuales.

A fines del siglo XIX y principios del

XX, la Limnologa avanz rpidamente

en USA y Alemania, con una gran

cantidad de universidades construidas a

orillas de lagos como la University of

Wisconsin y Cornell University.

- A.F Thienemann (1882-1960) y sus

colegas establecieron que la Limnologa

analiza los lagos como sistemas en

donde las partes interactan para crear

el ecosistema.

A.F . Thienemann

Thienemann visualiz el sistema como un

organismo de un orden superior, de la misma

forma que Clements entenda a la vegetacin

como un organismo complejo.

- Thienemann se refera a la comunidad

bitica como biocenosis (trmino acuado por

Karl Mbius en 1877), e introdujo el trmino

biotopo para referirse a los factores

ambientales asociados a los hbitat de la

biocenosis.

El enfoque estructural de la ecologa acutica involucraba el trabajo clsico de botnicos y zologos de coleccin, identificacin

y registro de la abundancia de las especies, sin embargo no era

suficiente para entender a un lago como un sistema.

- Para ello era imprescindible entender las propiedades internas

del lago, lo que colectivamente denominamos funcin. Una forma

de entender el funcionamiento es analizar procesos centrales,

como la produccin y productividad primaria.

CONCEPTO DE TROFO-DINMICO DE LINDEMAN.

Durante cinco aos de trabajo de campo en el

lago Cedar Bog (en las cercanas de la

University of Minnesota, R. Lindeman (1915-

1942) , colect muestras de plancton, necton

y bentos en diferentes estaciones del ao as

como muestras de agua y sedimento.

Lindeman concluy que el lago era

un ecosistema. Su anlisis se centr en el

estudio de la trama alimentaria de un lago,

analizando las relaciones entre las partes vivas

y no vivas, organizando las especies en

grupos de acuerdo a sus hbitos alimenticios.

R. Lindeman

En la era post Lindeman los estudios de ecosistemas

progresaron en dos direcciones,

una siguiendo la aproximacin de

Lindeman. Sin embargo, fue la

menos comn ya que requiere de

un esfuerzo muy intenso sobre

largos perodos de tiempo.

- Otros estudios, se centraron en el

estudio de algunas propiedades del

sistema como las tramas trficas,

niveles trficos, productividad,

metabolismo, flujo de energa y

sucesiones.

SISTEMA

Este paradigma fue enunciado por E. Odumen su texto Fundamentals of Ecology. El hecho que

el concepto de ecosistema no fuera presentado

como una hiptesis para analizar o una pregunta

para contestar, constituy la mayor debilidad de la

ecologa en este perodo.

- Los avances simplemente respondieron al

desarrollo de las ideas originales y analogas con

otros tipos de sistemas. Los eclogos no

cuestionaron el paradigma, simplemente trabajaron

con el. Recin a fines de los aos 60 cuando surge

un fuerte cuestionamiento a la autoridad en la

cultura americana, el concepto de ecosistema se

analiz crticamente.

E. Odum

En 1962 los eclogos Herbert Bormann y Gene Likens (eclogo vegetal y limnlogo) organizaron un

estudio denominado Estudio Ecolgico del Hubbard

Brook que present un gran impacto en los estudios

ecosistmicos.

- En un artculo publicado en Science en 1967 estos

dos autores utilizaron a la cuenca hidrogrfica como

la unidad de estudio ecosistemica y reemplazaron el

flujo de energa por el ciclo de nutrientes como

proceso funcional principal en los ecosistemas. Los

lmites del ecosistema son difciles de precisar, en

Hubbard Brook la hidrologa define los lmites del

sistema de una forma natural.

G. Likens

Bormann & Likens presentaron un nuevo modelo conceptual de ecosistema ligado a la biosfera y en donde

los componentes orgnicos e inorgnicos se encuentran

conectados.

- Estos autores reconocieron cuatro compartimentos: la

atmsfera, el pool de nutrientes disponibles en el suelo, la

cantidad de material orgnico vivo o no vivo disponible, as

como los minerales del suelo y la roca madre.

-

Bormann & Likens

presentaron un nuevo

modelo donde los

procesos en los

ecosistemas se

encuentran

totalmente acoplados al ciclo hidrolgico.

DETERMINISMO VS. INDETERMINISMO. - Una crtica frecuente a los estudios de ecosistemas, sostenida por Daniel Simberloff, es

su naturaleza deterministica.

- Bormann & Likens (1979) describieron las

variacin en la exportacin de nutrientes desde las

microcuencas del Hubbard Brook, demostrando la

influencia de las condiciones fisicoqumicas del

suelo y su historia previa, as como de la

dinmica interna de las poblaciones.

- David Schindler y colaboradores (1985)

demostraron como alteraciones drsticas de las

poblaciones dominantes de productores y

consumidores no se manifestaban en cambios en

la productividad.

No es cierto que la aproximacin ecosistmica requiera necesariamente que

estos funcionen de una forma deterministica.

Los ecosistemas presentan generalmente un

comportamiento probabilstico en el espacio

y en el tiempo, que puede desaparecer

cuando la modificacin del ambiente abitico

supera la capacidad de adaptacin o

respuesta de la biota.

Joseph Engelberg & Louis. Boyarsky del Departamento de Fisiologa y Biofsica de la

University of Kentucky en 1979 publicaron un

artculo sosteniendo que los ecosistemas no

eran sistemas cibernticos.

- Para estos autores los sistemas cibernticos

son aquellos en donde todas las partes estn

conectados por redes de informacin,

ejemplos de estos sistemas lo constituye el

cuerpo humano o una clula. Para estos

autores los intercambios de

energa y materia dentro del ecosistema no

son informativos.

Carl Jordan (1981), en respuesta al artculo de Engelberg-Boyarsky, cito como

ejemplo el complejo co-evolutivo de

Heliconia/ Passiflora Anguria/Gurania en los bosques tropicales.

- Asimismo, Robert Paine (1969) demostr

como varias especies claves modifican el

ambiente y permiten el establecimiento de

varias otras especies. Por lo tanto, la

organizacin de los ecosistemas es ms

compleja que los modelos en red. Que

entendemos por intercambio de

informacin?

El concepto de ECOSISTEMA aparece con

Tansley (1935)

Lo concibe desde los intercambios de energa,

atendiendo a la necesidad de conceptos que vinculen diversos

organismos a sus ambientes fsicos.

Lindeman (1942)

II. EL CONCEPTO DE ECOSISTEMA

ECOSISTEMA

Es un sistema interactivo

constituido por componentes

fsicos, qumicos y biolgicos del

ambiente

Los organismos que viven en un rea particularjunto con el ambiente

fsico con el que interactan constituyen

un ecosistema

Puesto que ningn organismo puede vivir fuera

de su ambiente o sin relacionarse con otras

especies, es la unidad funcional de la vida

sostenible en la tierra.

Es el conjunto formado por un sustrato fsico (biotopo) y una parte viva (biocenosis).

Son ejemplos de ecosistema un lago, un desierto, una zona litoral, un estuario, un rea de bosque amaznico, etc.

Es la integracin holstica de la comunidad y el biotopo, en untiempo y espacio determinado

ECOSISTEMA

Es una unidad ecolgica territorial y funcional, en la cual serealiza un intercambio de materia, energa y de informacinentre los seres vivos (biticos) y de estos con los elementosfsicos y qumicos (abiticos), estableciendo una dinmicapropia, con la capacidad de poder subsistir y evolucionar enforma autnoma.

TERMINOS UTILIZADOS EN RELACION AL CONCEPTO DEECOSISTEMA

S.A. Forbes (1887): Microcosmos. V.V. Docuchaev (18046- 1903): Bicoenosis. A. Sukachev (1944): Geobiocoenosis. H. Friederichs (1930): Holocoen. A. Thienemann (1939): Biosistema. V. Vernadsky (1944): Cuerpo Bionert.

a) Componentesestructurales

Factores abiticos

Elementosqumicos

- Inorgnicas- Orgnicas

Elementosfsicos

- Clima- Suelo- Topografa

Factores biticos

-Productores-Consumidores-Desintegradores-Transformadores

III. COMPONENTES DE LOS ECOSISTEMAS (Lindeman, 1942)

EL BOTOM UP Y EL TOP DOWN EN EL ECOSISTEMA

Los eclogos se refieren a la influencia de los factores fsicos y qumicos (ej.: temperatura y humedad) en los ecosistemas como controles bottom-up

Mientras que la influencia de los consumidores en los ecosistemas se denominan controles top-down

b) COMPONENTES FUNCIONALES

Fotosntesis.

Respiracin.

Circulacin de los nutrientes.

Sucesiones.

Procesos internos de regulacin.

FOTOSINTESIS

RESPIRACION SUCESION

COMPONENTES FUNCIONALES

IV. CLASES DE ECOSISTEMAS De acuerdo al ambiente (Ringuelet, 1956).

- Terrestres o continentales.

- De agua dulce.

- Marinos y salobres.

- Administrados por el hombre: agrcolas, pecuarios, pisccolas,

etc.

V. DIMENSIONES DE LOS ECOSISTEMAS

Microecosistemas: un tronco cado, cultivos de laboratorio:turbidimtricos, axnicos, poliaxnicos.Mesoecosistemas: Un estanque, bosque, lago, laguna, nave espacial, etc.Macroecosistema: sus dimensiones estn en el nivel de los llamadosbiomas.

VI. CLASES DE ESTUDIO DE LOS

ECOSISTEMAS (Odum, 1970)1) De los circuitos de la energa.

2) De las cadenas de los alimentos y de las redes

trficas.

3) De los tipos de diversidad en tiempo y espacio.

4) De los ciclos de los nutrientes.

5) Del desarrollo y evolucin.

6) Del control (homeostasia).

fin