La ecosfera

Eduardo Gómez La Ecosfera 1

A escala global la TIERRA es un único ECOSISTEMA

A escala global la TIERRA es un único ECOSISTEMA

Todos los ecosistemas de la Tierra forman el ecosistema

planetario o ECOSFERA

Todos los ecosistemas de la Tierra forman el ecosistema

planetario o ECOSFERA



EcosferaEcosfera: Es el conjunto formado por todos los ecosistemas de la tierra, o sea, es el gran ecosistema planetario.

BiosferaBiosfera: Es el conjunto formado por todos los seres vivos que habitan la tierra. Los límites están entre los aproximadamente 6500 m de altitud y los 2900-3000 m de las profundidades oceánicas. No es uniforme en grosor ni en densidad. Es, por tanto, la biocenosis o comunidad ecológica (parte biótica) de la ecosfera.

6500 m

3000 m


La biosfera es un término que también se refiere al conjunto de todos los seres vivos que habitan la tierra y se puede considerar un sistema:

1.Dinámico2.Abierto3.Discontinuo4.Interactivo con los otros sistemas

terrestres (hidrosfera, atmósfera, geosfera)


o POBLACIÓN: Conjunto de seres vivos de la misma especie que viven en un ecosistema en un momento determinado.

o ESTRUCTURA DE UN ECOSISTEMA : Se refiere a la forma en que disponen las poblaciones y las interrelaciones que tienen lugar entre ellos. Estas relaciones se basan básicamente en términos de FLUJO DE ENERGÍA Y CICLOS DE MATERIA

o TEORIA DE SISTEMAS.

Desde el punto de vista de los modelos se considera que entre las poblaciones de seres vivos y el medio existen una serie de relaciones CAUSALES.

Desde el punto de vista termodinámico, la biosfera debe considerarse como un subsistema ABIERTO ( intercambia materia y energía), mientras que la Tierra en su conjunto sería un sistema CERRADO ( solamente intercambia energía).

ECOSISTEMA

Es un sistema interactivo

constituido por componentes físicos, químicos y biológicos

del ambiente

Los organismos que viven en un área particular junto con el ambiente físico con

el que interactúan constituyen un ecosistema


Los componentes básicos de un ecosistema son...

Elementos abióticos

Productores

consumidores

Energía radiante

Respiración

Nutrientes

CO2

O2

H 2O

Consumo

Descomposición

Deposición

CO2

O2

H 2O

Nutrientes

Caída de

hojas

Translocación



El estudio de la ecosfera es muy complejo, se recurre a unidades más pequeñas, los ECOSISTEMAS.

Los ecosistemas son unidades naturales formados por componentes vivos y no vivos que interactúan entre sí que interactúan entre sí y cuyos límites son mas o menos definibles.

Se compone de:

Componentes vivos: BIOCENOSISComponentes no vivos: BIOTOPO


Se denomina así a una zona de características ambientales uniformes ocupada por una comunidad de seres vivos. Es un conjunto de factores físico-químicos abióticos que rodean a una comunidad y que se compone de un medio físico y unos factores del medio ( Factores abióticos)

MEDIO FÍSICO:MEDIO FÍSICO:Es el lugar donde los seres vivos desarrollan sus funciones vitales. Básicamente hay dos tipos de medios: Líquido y gaseoso y ambos tienen un límite inferior sólido sobre el que se sustentan los organismos.

FACTORES ABIÓTICOS: FACTORES ABIÓTICOS: Son las características fisicoquímicas del medio ambiente. Cada medio tiene unas características propias y otras más generales. Vamos a estudiar como influyen algunos de estos factores en los ecosistemas: Temperatura, luz, humedad, composición química, salinidad, presión..


Está formada por los seres vivos y las relaciones que existen entre ellos. Los seres vivos no viven solos ni aislados sino que se agrupan formando poblaciones de la misma especie y comunidades junto con otras especies. FACTORES BIÓTICOS: FACTORES BIÓTICOS:

Son las relaciones que existen entre los diferentes seres vivos. Pueden ser de dos tipos:

• Intraespecíficas, cuando se producen entre individuos de la misma especie.

• Interespecíficas cuando se producen entre individuos de las diferentes especies que habitan en el ecosistema.

Algunas de las relaciones que vamos a estudiar son: la depredación, el parasitismo, la simbiosis, el colonialismo, las asociaciones familiares....


Cada una de las especies del ecosistema tiene su HÁBITAT: espacio físico que reúne las condiciones físico-químicas adecuadas para que esa especie pueda vivir.

También, cada especie tiene su NICHO ECOLÓGICO, que supone el papel, la función que cada especie desempeña en el ecosistema. Es decir, el conjunto de circunstancias, relaciones con el ambiente, conexiones tróficas y funciones ecológicas que definen el “oficio” en el ecosistema de esa especie determinada.

El concepto de nicho deriva de la competencia entre las especies, ya que si dos de ellas tienen el mismo oficio en el ecosistema, es decir, el mismo nicho ecológico, competirán entre sí y una de las dos especies quedará excluida. Puede ser útil considerar al hábitat como la dirección de un organismo (donde vive) y al nicho ecológico como su profesión (lo que hace biológicamente). El nicho ecológico no es un espacio demarcado físicamente, sino una abstracción que comprende todos los factores físicos, químicos, fisiológicos y bióticos que necesita un organismo para vivir.


Tres especies de garzas comparten un mismo hábitat, pero tienen distinto nicho ecológico. Anidan en distinto sitio, se alimentan de presas diferentes, su actividad no es la misma…..

1

2

3


Una sola especie puede ocupar diferentes nichos en distintas regiones, en función de factores como el alimento disponible y el número de competidores. Algunos organismos, por ejemplo, los animales con distintas fases en su ciclo vital, ocupan sucesivamente nichos diferentes.

Un renacuajo es un consumidor primario, que se alimenta de plantas, pero la rana adulta es un consumidor secundario y digiere insectos y otros animales.

En contraste, tortugas jóvenes de río son consumidores secundarios, comen caracoles, gusanos e insectos, mientras que las tortugas adultas son consumidores primarios y se alimentan de plantas verdes, como por ejemplo el apio acuático.


Se pueden distinguir dos tipos de nichos:

Nicho ecológico potencial Nicho ecológico potencial (IDEAL):

Es el que satisface todas las necesidades de una especie. Muy difícil de alcanzar (en laboratorio o en cautividad, pero no en la vida real).

Nicho ecológico realNicho ecológico real:

Es el nicho que ocupa una especie en condiciones naturales y donde influye mucho la competencia.

Existen especies muy próximas que ocupan nichos ecológicos distintos (murciélagos de América central) y otras especies que ocupan nichos equivalentes en zonas geográficas alejadas para evitar la competencia (canguro, bisonte, vaca…) A estos últimos tipos de especies se les denomina VICARIAS.


Mismo nicho ecológico,

distinto hábitat

Mismo hábitat, distinto

nicho ecológico,


Mismo nicho ecológico, distinto

hábitat.

Mismo hábitat, distintonicho ecológico.


La materia y la energía circulan en los ecosistemas en forma de relaciones tróficas (relaciones alimentarias), que se producen entre los organismos, vivos o muertos. Se representan mediante CADENAS TRÓFICAS, en las que cada organismo ocupa una posición llamada ESLABONES O NIVELES TRÓFICOS. Hay tres grandes grupos o niveles tróficos:

a) Productoresb) Consumidoresc) Descomponedores

Cuando varias cadenas tróficas se entrecruzan forman REDES TRÓFICAS. La representación de los distintos niveles se puede hacer mediante PIRÁMIDES TRÓFICAS.


Son los ORGANISMOS AUTÓTROFOS, constituyen el primer eslabón de la cadena alimentaria. Pueden ser:

FotoautótrofosFotoautótrofos: Son organismos FOTOSINTÉTICOS. Usan la luz del sol. Algas verdeazuladas (bacterias fotosintéticas), algas eucariotas unicelulares ( protozoos fotosintéticos) y pluricelulares y el resto de las plantas.

QuimioautótrofosQuimioautótrofos:Usan energía procedente de reacciones químicas inorgánicas exotérmicas. Son las bacterias nitrificantes, sulfobacterias, etc.


o Se caracterizan por usar la energía solar para producir moléculas orgánicas (por ejemplo hidratos de carbono) y otros compuestos que luego serán transformados en energía química.

o Los productores constituyen el 99% de toda la materia orgánica del mundo vivo.

o Son organismos capaces de captar y aprovechar la energía solar o lumínica (que es prácticamente toda la energía exterior que recibe el ecosistema) para transformar sustancias inorgánicas (agua, dióxido de carbono y sales minerales), pobres en energía química, en sustancias orgánicas, ricas en energía química.

o En los ecosistemas terrestres, los principales productores primarios son las plantas superiores (angiospermas y gimnospermas).

o Los mayores productores primarios de los ecosistemas acuáticos son las algas, que a menudo forman el fitoplancton en las capas superficiales de los océanos y lagos.


Materia inorgáni

ca

Materia orgánica

Necesidades

propias

Otros niveles tróficos

Respiración,

crecimiento, etc.


Estos organismos aprovechan la materia orgánica de los productores para convertirla en materia orgánica propia.

Consumidores primarios: Consumidores primarios: Se alimentan de los productores primarios y son los denominados herbívoros.

• En la tierra, los herbívoros típicos incluyen insectos, reptiles, pájaros y mamíferos.

• En los ecosistemas acuáticos (de agua dulce y salada) los herbívoros son típicamente pequeños crustáceos y moluscos. Estos, junto con los protozoos forman el zooplancton, el cual se alimenta del fitoplancton.

Consumidores secundarios: Consumidores secundarios: Este nivel está constituido por animales que comen otros animales, se alimentan de los herbívoros y por lo tanto son carnívoros, por ejemplo: halcón, orca, carpa, etc.

Consumidores terciarios: SConsumidores terciarios: Se alimentan de los consumidores secundarios, y por lo tanto también son carnívoros, por ejemplo: león, cocodrilo, etc.


Es un tipo de consumidores. Se alimentan de materia orgánica muerta, pueden ser:

NECRÓFAGOS O CARROÑEROS. Se alimentan de cadáveres y materia orgánica descompuesta. COPRÓFAGOS. Se alimentan de excrementos. DETRITÍVOROS. Se alimentan de materia orgánica muy fragmentada, como los pólipos y las lombrices.

OmnívorosOmnívorosOtro tipo especial de consumidores. Usan más de una fuente de materia orgánica es decir ocupan varios niveles tróficos


Son organismos que aprovechan la materia y la energía que aún contienen los restos de seres vivos (cuerpos muertos, deyecciones, etc), descomponiendo la materia orgánica en materia inorgánica (descomponedores mineralizadores)

A este grupo pertenecen los hongos, bacterias y otros microorganismos, quienes segregan enzimas digestivas sobre el material muerto o de desecho y luego absorben los productos de la digestión (descomponedores saprofitos)

Los animales carroñeros (buitres, algunos córvidos, hienas, etc.) no se consideran descomponedores, ya que aprovechan los restos de animales muertos.

Se alimentan del cuerpo muerto de otros

organismos o de sus productos de desecho

Disipan energía y devuelven nutrientes al

ecosistema para su reciclaje

DESCOMPONEDORES

macrodescomponedores

microdescomponedores

Colémbolos, ácaros, miriápodos,

lombrices, babosas, moluscos, cangrejos...

Bacterias y Hongos



Las múltiples interacciones existentes entre los individuos impide definir individualmente con claridad una cadena trófica, ya que, según las circunstancias, un depredador puede al mismo tiempo ser presa. Por ello es más propio hablar de red alimentaria o trófica.

En una red alimentaria cada individuo ocupa un nudo en una intersección de relaciones tróficas.

Si un nudo desaparece (extinción de una especie), el ecosistema en conjunto reajusta sus hábitos alimentarios, aunque este proceso es muy lento.

Se estima que el índice de aprovechamiento de los recursos en los ecosistemas terrestres es como máximo del 10%, por lo cual el número de eslabones en una cadena alimentaria ha de ser, por necesidad, corto.


Red trófica de la tundra ártica

Comparación entre ecosistemas acuáticos y terrestresA) BIOTOPO Ecosistema terrestre Ecosistema acuático

Factores limitantes principales Precipitación, temperatura, nutrientes edáficos

Luz, concentración de nutrientes, gases disueltos

Espesor relativo: zona fótica / zona afótica

> 1 < 1

Espesor típico de la zona de flujo de nutrientes

1 m. 4.000 m.

Responsable del flujo de nutrientes y agua

Vegetación Animales y corrientes de agua

B) BIOCENOSIS Ecosistema terrestre Ecosistema acuático

Producción primaria neta (media)

324 g/m2 de carbono al año 69 g/m2 de carbono al año (casi 5 veces menor)

Espesor de la zona donde se da la producción primaria

Desde el suelo al último estrato arbóreo (≈ 50 m.)

Zona fótica (≈ 50 m. por debajo del nivel

marino)

Concentración de pigmentos fotosintéticos

1.400 mg/m2 350 mg/m2 (4 veces menor)

Cantidad de materia orgánica poco degradable

alta baja

Cantidad de biomasa descompuesta sin utilizar

alta baja

Relación entre biomasa animal y biomasa vegetal

De 1/10 a 1/100 1

Tasa de renovación de los seres vivos autótrofos

> 1 año < 1 semana



• La materia es el vehículo de la transferencia de energía, que se transforma continuamente mediante reacciones químicas de OXIDO-REDUCCIÓN.

• Cuando la materia se reduce, almacena ENERGÍA QUÍMICA y cuando se oxida, la libera en también en forma de ENERGÍA QUÍMICA O CALOR.

• A diferencia de la Energía, la Materia puede circular en el ecosistema.

• La circulación consiste en la transferencia desde los medios inertes en donde suele estar OXIDADA, hasta los seres vivos en donde aparece REDUCIDA y de nuevo a los medios inertes.

• Los procesos implicados en estas transformaciones son LA FOTOSÍNTESIS Y LA RESPIRACIÓN.

• La circulación de la materia en los ecosistemas es abierta, ya que siempre hay salida y entrada de organismos, fijación de gases, pérdidas por erosión, precipitación, gasificación, lixiviados...

• Sin embargo, si tenemos en cuenta el sistema TIERRA, el CICLO de la materia puede considerarse CERRADO, aunque algunos materiales pueden quedar fuera del circuito durante mucho tiempo, permaneciendo en yacimientos.


En los ecosistemas, la energía fluye de un nivel trófico a otro de forma unidireccional, no forma un ciclo cerrado como la materia. De la energía solar que llega a la superficie de un ecosistema se aprovecha sólo un 1 % aproximadamente y se almacena mediante la fotosíntesis. En el mismo ecosistema hay pérdida de energía, porque cerca de la mitad de la producción primaria es gastada por los productores en su metabolismo y se pierde como calor, y sólo la otra mitad está disponible para los consumidores como alimento (carbohidratos, celulosa, lignina, grasas, proteínas, etc.).

En la cadena trófica, al pasar de un eslabón a otro, hay más pérdida de energía a través de la respiración y los procesos metabólicos de los individuos, porque el mantener vivo un organismo implica gastar, en forma de calor, parte de la energía captada; las sustancias no digeribles, que son excretadas o regurgitadas y descompuestas por los detritívoros; y la muerte de individuos, que ocasiona pérdidas, pero la energía es devuelta, en parte, por los desintegradores.


Se supone que de un nivel trófico a otro no pasa más de un 10% de la energía del nivel anterior, y por eso las cadenas tróficas no pueden tener mas de 4 o 5 eslabones

En una cadena trófica, la energía que entra es igual a la acumulada en forma de materia orgánica en cada nivel más la desprendida en forma de calor, luego la energía se conserva.


Productores

Consumidores primarios

Consumidores secundarios

Consumidor final

Calor

Energía solar

Calor

Calor

Calor

Calor


En el flujo de energía y de nutrientes inorgánicos, es posible hacer algunas generalizaciones:

oLa fuente primaria (en la mayoría de los ecosistemas) de energía es el sol.oEl destino final de la energía en los ecosistemas es perderse como calor.oLa energía y los nutrientes pasan de un organismo a otro a través de la cadena alimenticia a medida que un organismo se come a otro.oLos descomponedores extraen la energía que permanece en los restos de los organismos.oLos nutrientes inorgánicos son reciclados (ciclo de la materia), pero la energía no (flujo abierto).


Se usan para estudiar la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas; pueden referirse a cada nivel trófico o al ecosistema completo. Los más usados son:

1. BIOMASA2. PRODUCCIÓN3. PRODUCTIVIDAD4. TASA DE RENOVACIÓN5. TIEMPO DE RENOVACIÓN6. EFICIENCIA ECOLÓGICA Aquí solo estudiaremos los dos primeros.


Representa la cantidad de Energía (generalmente solar), fijada como materia orgánica viva o muerta en un nivel trófico, en un ecosistema o en la Biosfera.

La BIOMASA se expresa de dos formas:

1. peso seco de materia orgánica por unidad de superficie o volumen.

2. energía por unidad de superficie o volumen.

En la Geosfera la biomasa vegetal es más abundante que la animal, y entre los diferentes puntos varía mucho. En la Hidrosfera la biomasa vegetal es menor que la animal.


Se pueden considerar tres tipos de biomasa:

1.- BIOMASA PRIMARIA: La producida directamente por los productores.

2.- BIOMASA SECUNDARIA: La producida por consumidores y descomponedores.

3.- BIOMASA RESIDUAL: La producida como resultado de la acción antrópica, tanto de origen primario (serrín, paja, alpechín) o secundario ( estiércol, residuos alimenticios...).


Es una medida del flujo de Energía que circula por un ecosistema o por cada nivel trófico.

Es la cantidad de energía acumulada como materia orgánica por unidad de superficie o volumen y por unidad de tiempo, en el ecosistema o en el nivel trófico.

Se expresa en unidades de biomasa por unidad de tiempo: g de C/ cm2/ día o Kcal/ m3/ año ....


Se puede diferenciar entre:

PRODUCCIÓN PRIMARIA.

•Energía capturada por los productores por unidad de superficie o volumen en una unidad de tiempo. •Depende de la Energía solar recibida y de una serie de factores que pueden actuar como limitantes.

PRODUCCIÓN SECUNDARIA .

•Energía capturada por el resto de los niveles tróficos por unidad de superficie y volumen en una unidad de tiempo.


PRODUCCIÓN BRUTA

• Cantidad total de energía capturada por unidad de superficie o volumen en una unidad de tiempo.

• Hay PPB (Producción primaria bruta) y PSB (producción secundaria bruta).

• Se corresponde con el porcentaje de alimento asimilado del total consumido.

• En los carnívoros es un 40-60 % y en los herbívoros del 10-30 %.


PRODUCCIÓN NETA

Cantidad de Energía almacenada por unidad de superficie o volumen en una unidad de tiempo y que puede ser potencialmente transferida al siguiente nivel trófico.

Se obtiene restando a la Producción bruta la energía consumida en los procesos metabólicos (fundamentalmente la respiración R, pero también excreción, secreción, etc.)

PB – R = PN


Los ecosistemas naturales de mayor producción son los arrecifes de coral, los estuarios, las zonas costeras, los bosques ecuatoriales y las zonas húmedas de los continentes.

Los menos productivos son los desiertos y las zonas centrales de los océanos.


Son esquemas que se utilizan para representar cuantitativamente las relaciones tróficas entre los distintos niveles de un ecosistema.

Se utilizan barras superpuestas que suelen tener una altura constante y una longitud proporcional al parámetro elegido, de manera que el área representada es proporcional al valor del parámetro que se mide.

El nivel DESCOMPONEDORES no se suele representar, ya que es difícil de cuantificar.

Se suelen usar tres tipos de pirámides:

1. Pirámides de energía, 2. Pirámides de biomasa 3. Pirámides de números.


Expresa el contenido energético que cada nivel trófico pone a disposición del nivel superior, es decir la producción neta de cada nivel. También se llaman PIRÁMIDES DE PRODUCCIÓN. Las unidades se suelen expresar en: Energía (Kcal o Kjul) / unidad de superficie. Unidad de Tiempo Siempre tendrá forma decreciente hacia arriba por la Ley del 10% Proporciona información sobre el FLUJO ENERGÉTICO


Indican la biomasa acumulada en cada nivel trófico, expresada en: peso seco de materia orgánica / unidad de superficie o volumen o su equivalente en energía/ unidad de superficie o volumen.

Estas pirámides se refieren a periodos de tiempo corto por lo que no informan sobre la cantidad de materia producida a lo largo del tiempo o de su velocidad de producción.


Esto puede inducir a que en algunos momentos se observen PIRÁMIDES INVERTIDAS debido a que los datos se toman en un momento determinado, por ejemplo cuando los datos se toman en el momento de mayor consumo por parte de los herbívoros, como en algunos ecosistemas marinos.

Proporciona información sobre LA CANTIDAD DE MATERIA ORGÁNICA PRESENTE EN CADA NIVEL TRÓFICO y sobre LA COMPOSICIÓN Y FUNCIONAMIENTO DEL ECOSISTEMA.


Expresan el nº concreto de individuos de cada nivel trófico por unidad de superficie o volumen.

La información que proporcionan NO ES UTIL SI SE QUIEREN COMPARAR DOS ECOSISTEMAS ya que considera igual a organismos muy diferentes. (saltamontes y vacas).

En el caso de que incluyan parásitos puede dar una forma INVERTIDA.

Los elementos químicos más importantes que forman parte de la materia viva están presentes en la atmósfera, hidrosfera y geosfera y son incorporados por los seres vivos a sus tejidos.

De esta manera, siguen un ciclo biogeoquímico que tiene una zona abiótica y una zona biótica.

La primera suele contener grandes cantidades de elementos biogeoquímicos pero el flujo de los mismos es lento, tienen largos tiempos de residencia.

En la parte biótica del ciclo, el flujo es rápido pero hay poca cantidad de tales sustancias formando parte de los seres vivos.


En estos ciclos se suelen dar dos fases bien diferenciadas: 1.- Fase de depósito: Circulación muy lenta del elemento. 2.- Fase de intercambio: El elemento está en un proceso activo de entrada y salida en los organismos, hasta que vuelva a acumularse en algún depósito o sedimento. Se distinguen dos grandes tipos de ciclos, según donde ocurre la fase de depósito y la existencia o no de pérdidas laterales importantes del elemento en el ciclo: •Ciclos cerrados o atmosféricos: La fase de depósito se da en la atmósfera y es más o menos rápida, no existiendo apenas pérdidas laterales del elemento. Ejemplos son los ciclos del carbono y del nitrógeno.

•Ciclos abiertos o litosféricos: La fase de depósito se da en la litosfera, en forma de sedimentos profundos. Esta fase es muy lenta y con pérdidas laterales del elemento, de tal forma que si no hay levantamientos orogénicos el elemento perdido no se pone de nuevo en circulación. Ejemplos son los ciclos del fósforo y del azufre.


CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

Los diferentes elementos químicos pasan del suelo, el agua o el aire a los organismos y de unos seres vivos a otros, hasta que vuelven, cerrándose el ciclo, al suelo

o al agua o al aire.

GASEOSOS

SEDIMENTARIOS

atmósfera – océanos

suelo-rocas-minerales


Detritos/materia orgánica del suelo

Biomasa vegetal y

animal

Atmósfera

El ciclo del carbono resulta de la superposición de dos ciclos: uno en el mar y otro en los continentes, accionados por la difusión del CO2 a la atmósfera. La gran reserva de carbono en la biosfera son los sedimentos marinos y los combustibles fósiles. Al ser el fondo del mar un medio reductor, se acumulan allí muchos sedimentos carbonosos que no se destruyen por oxidación.


Completamente sedimentario

Reservorios en rocas y depósitos naturales de

fosfatos

Desconocido en la atmósfera

El fósforo tiende a circular a través de la descomposición de los productos orgánicos fosfatados quedando después a disposición de las plantas, mientras que el depósito de fósforo son las rocas fosfatadas, como el guano. Estas rocas y los seres vivos son las únicas fuentes de fósforo de los ecosistemas. Gran parte del fósforo es lavado y erosionado, acumulándose posteriormente en los fondos marinos, muchas veces de forma irrecuperable.



La variación de un determinado factor abiótico regula el desarrollo de una especie (su tasa de natalidad TN y su tasa de mortalidad TM). De estos factores, siempre hay uno especialmente importante que son los factores limitantes. Cada especie tiene sus factores limitantes (climáticos, del suelo, de composición de las aguas….)


Dentro de cada factor hay un rango (un máximo y un mínimo) en el cual se puede desarrollar una población. Este rango es lo que se llama valencia ecológica.

Si el rango o valencia ecológica es muy amplio, la población será poco exigente para ese factor determinado y se dice que es EUROICA. Su número de individuos incluso en condiciones óptimas no suele ser muy elevado, pero toleran amplias variaciones en el valor de ese factor. Son especies denominadas generalistas.

Nº

ind

ivid

uos

Valor del factor limitante

Valencia ecológic

a

EstenoicEstenoicaa

EuroicEuroicaa


Son especies exigentes con respecto a ese factor, no pueden vivir fuera de unos determinados valores. En condiciones óptimas su desarrollo es muy elevado, alcanzando un gran número de individuos. Son especies denominadas especialistas.

Nº

ind

ivid

uos

Valor del factor limitante

Valencia ecológic

a

EstenoicEstenoicaa

EuroicEuroicaa

Si el rango o valencia ecológica es muy estrecho, la población se denomina ESTENOICA.

Si a una especie determinada la ponemos en las condiciones ideales, sin nada que limite su crecimiento y sin otras especies competidoras o depredadoras, la población en cuestión alcanzará un máximo de natalidad y una mortalidad mínima, y se dice que alcanza su potencial biótico.

56Eduardo Gómez La Ecosfera

Una población no puede crecer indefinidamente, ya que al cabo del tiempo empieza a haber limitaciones de recursos y espacio y aumenta el número de muertes.

En el crecimiento de una población intervienen también el resto de las poblaciones que comparten territorio con ellas, ya sea por relaciones beneficiosas o perjudiciales.

RESISTENCIA AMBIENTAL.


Esta resistencia hace que tras un crecimiento inicial se alcance un estado estacionario llamado CAPACIDAD DE CARGA DEL ECOSISTEMA (K).

En condiciones naturales las poblaciones tienden a mantener un número de individuos que oscila alrededor de la capacidad de carga.

A las oscilaciones se les llama FLUCTUACIONES y se dice que la población está en EQUILIBRIO DINÁMICO O ESTACIONARIO.

La regulación de la población puede ser:

• Debida al biotopo• Debida a la biocenosis


59

La resistencia ambiental está marcada por una serie de factores que impiden que la población alcance su máximo potencial biótico.

Factores externos: bióticos (depredadores, parásitos, competidores) y abióticos (cambios climáticos, catástrofes, escasez de alimentos o de agua, etc.).

Factores internos: la densidad elevada de población provoca un descenso de la reproducción (competencia, emigración).Eduardo Gómez La Ecosfera

La población también tiene patrones de mortalidad característicos con un riesgo variable de muerte en diferentes edades.

Una propiedad relacionada es la estructura etaria de la población, o sea, las proporciones de individuos de edades diferentes. La estructura por edades es un factor importante para predecir el crecimiento futuro de una población:


La información fundamental para conocer la dinámica de la población nos la proporciona la supervivencia de la especie. Si representamos gráficamente la evolución de la supervivencia podemos observar diferentes tipos de comportamientos básicos ( I, II y III ) y, por supuesto, todos los casos intermedios.

Tipo I

Tipo III

Tipo II

Su

perv

iven

cia

n

acid

os v

ivos

Duración media de la vida


TIPO I :TIPO I :

Mortalidad larvaria o juvenil muy alta. Se dan en individuos con tasas de renovación muy alta y una gran capacidad de producción de descendientes. Pertenecen a niveles tróficos más bajos y suelen coincidir con los estrategas de la r (peces, insectos, bacterias, algas...).


TIPO II:TIPO II:

Es el caso contrario, las especies suelen tener una vida media alta y la mortalidad es pequeña en la infancia.

Se suele producir en especies estables de niveles tróficos altos (mamíferos, rapaces, humanos...) y se corresponden con los estrategas de la k.


TIPO III:TIPO III:

Presentan un índice de mortalidad constante a cualquier edad. No es muy frecuente en la naturaleza: ciertas aves, roedores, lagartos, plantas perennes...).

Existe una relación entre la supervivencia y la fertilidad, aquellos individuos que presentan mayor mortalidad infantil suelen tener más descendencia para compensar.



En condiciones optimas, una especie aumenta su número de individuos hasta alcanzar el valor del límite de carga (k), pero lo pueden hacer con dos estrategias:

1. Estrategia de la r

2. Estrategia de la k


oEspecies que presentan elevada fertilidad, su tasa de natalidad es muy elevada (gran potencial biótico) aunque su supervivencia sea baja.

oSon propias de ambientes cambiantes o inestables, sometidas a elevados índices de mortalidad, que compensan con crecimientos explosivos en períodos favorables.

oSon especies oportunistas, pioneras o colonizadoras que basan su éxito en producir un gran número de esporas, huevos, larvas o juveniles aunque su mortalidad sea muy elevada.

oc

Nº

ind

ivid

uos

Tiempo

SupervivencSupervivenciaia

FecundidaFecundidadd


oEspecies que sitúan el número de individuos por debajo de la capacidad de carga o K.

oPriman la supervivencia por encima de la fertilidad.

oSon especies propias de ambientes estables, muy adaptadas a ellos, en general grandes y longevas.

oSon especies muy territoriales, con marcada organización social.

Nº

ind

ivid

uos

Tiempo

SupervivenciSupervivenciaa

FecundidaFecundidadd

o Son muy EFICIENTES (Buenos resultados con poco gasto energético)

o Presentan mecanismos de regulación social: no todos los individuos se reproducen, son muy sensibles a cambios ambientales, etc.


Independientemente del tipo de estrategia se intenta mantener siempre un número de individuos en torno a K (fluctuaciones en torno al valor de carga máximo)

Si baja mucho, la especie puede entrar en peligro de extinción. Las causas pueden ser:

1.1.NaturalesNaturales (cambio climático, aumento de depredadores, enfermedades…)

2.2.ArtificialesArtificiales (caza excesiva, intoxicaciones por venenos, introducción de nuevas especies, en general, actuaciones humanas)

Comparación entre estrategas de la r y de la k

Característica Estrategas de la r Estrategas de la k

Tiempo de vida Corto Largo

Duración del desarrollo Corto Largo

Reproducción de los individuos

Pronto, sólo una vez Tarde, varias veces

Descendientes Muchos Pocos, con cuidado de las crías

Tamaño de la población Muy variable, suele estar por debajo de la capacidad de

carga del ecosistema

Bastante constante, próximo a la capacidad de carga del

ecosistema

Mortalidad A menudo catastrófica Dependiente de la densidad de población

Clima, alimentación Inseguro, no previsible Constante o previsiblemente variable

Hábitats ocupados Tierra virgen, hábitats inestables, a menudo recolonización anual

Hábitats estables

69Eduardo Gómez La Ecosfera 69


En el ecosistema, las poblaciones están relacionadas entre sí e interactúan. Esta relación es un factor limitante (biótico), que favorece a unas especies y perjudica a otras, y en cualquier caso contribuye a la estabilidad del conjunto de ecosistemas.

Dentro de estas interacciones de regulación mediante relaciones interespecíficas, hay que destacar las siguientes:

o Depredación (+, -)o Competencia interespecífica (- , -)o Parasitismo (+, -)o Mutualismo (+ , +)


La depredación es un mecanismo muy importante de mantenimiento del equilibrio y de evolución en los ecosistemas. Cuando un depredador se alimenta de la presa, lo hace generalmente a costa de los individuos más débiles, disminuyendo su número, pero quedando los más fuertes.

Una vez que el número de presas disminuye, no hay suficiente alimento por lo que también lo hace el número de depredadores y por tanto también suelen morir los más débiles.

Al haber menos depredadores, vuelve a aumentar el número de presas, pero las que nacen son descendientes de las que sobrevivieron, es decir de las más fuertes.

Igualmente al aumentar el número de presas hay más alimento y nacen más depredadores, también descendientes de los supervivientes más fuertes.


Tiempo

Tiempo de respuesta

Normalmente sucede que un depredador se alimenta de varias presas y que las presas sirven de alimento a varios depredadores


Por su parte el ser humano compite con algunos depredadores por la presa, eliminando a los zorros, halcones y lobos que pueden cazar conejos, perdices,...

Esto no es positivo, ya que los animales cazan a los más débiles, lo que hace que la especie se fortalezca.

Además, también se alimentan de otros roedores que son depredadores de huevos de perdices, codornices...

Por lo que al eliminar a los depredadores está influyendo negativamente en la reproducción y fortalecimiento de la especie cinegética.


Dos especies compiten por los recursos de un mismo ecosistema (alimento, luz, agua, territorio…). El conflicto entre las dos especies puede resolverse de dos formas.

Principio de exclusión competitiva:En una comunidad, dos especies distintas nunca pueden ocupar el mismo nicho ecológico. La más eficaz excluye a la otra. (Ej. los microorganismos del intestino humano).

Segregación ecológica: Se reduce la competencia al mínimo desarrollando comportamientos ecológicos distintos.

Ej. Pájaros insectívoros de los abetos americanos: diapositiva siguiente.

Eduardo Gómez La Ecosfera76

La competencia puede favorecer un desplazamiento de caracteres de una especie respecto a miembros de la misma especie pero que no tienen competencia.

Las adaptaciones permiten una mayor eficiencia a la hora de lograr recursos, favoreciendo la evolución y diversidad biológica.

La competencia es perjudicial para las dos especies, por ello los seres vivos tienden a disminuir al máximo este tipo de relación.


ANIMALESANIMALES

Dentro del ecosistema suelen tener sus territorios, además aunque se alimenten de lo mismo, tienen adaptaciones que les permite aprovechar al máximo los recursos que les ofrece el medio.

En la sabana africana las jirafas se alimentan de las hojas que crecen más altas, los rinocerontes de los arbustos, las cebras de las hierbas. Se produce una diversificación que disminuye la competencia. Cuando compiten por el agua, siempre suele haber una especie dominante y un orden en el uso del recurso (elefantes, rinocerontes, cebras, antílopes..).


PLANTASPLANTAS

Las plantas no pueden desplazarse por lo que la competencia suele ser muy alta.

El principal motivo es la luz, por ello hay una estratificación (arboles, arbustos, hierbas, musgos, lianas…). Cuando una de las plantas no consigue alcanzar la luz, termina muriendo.

Cuando compiten por la humedad o el alimento, las plantas que tienen las raíces más profundas tienen más posibilidades de supervivencia.

Otras recurren a mecanismos para evitar la competencia, emiten sustancias ácidas o tóxicas que impiden el crecimiento de otras. (romero, pino).


Las algas rojas (Gonyagulax) se han introducido en el Mediterráneo y está acabando con muchas especies de crustáceos. Producen una toxina, letal para el ser humano, pero que son usadas por los mejillones y las almejas para evitar la proliferación de otros animales que compitan con ellas por el espacio.

Las plantas cultivadas no sufren las competencias de las malas hierbas, ya que el ser humano elimina a estas últimas mediante herbicidas, o protege a las cultivadas cuando son jóvenes.


Los microorganismos viven en zonas muy concretas para evitar la competencia y suelen producir sustancias tóxicas para evitar el crecimiento de otras especies que les puedan quitar el alimento, es el caso del hongo Penicillium notatum, productor de la penicilina, que elimina a las bacterias del medio.


Los parásitos son depredadores muy especializados, que no causan la muerte del hospedador del que toman el alimento. Pero sí lo debilita, lo que favorece el ataque secundario de otros organismos.La relación entre parásito y hospedador suele mantenerse en equilibrio, ya que de morir el huésped, moriría también el parásito.

Muchas de las enfermedades producidas por parásitos y plagas de insectos se deben a especies introducidas por el ser humano, al transportar los parásitos de unos lugares a otros.

Por este motivo, está muy vigilado el transporte de animales de unos países a otros.


Parásitos externos Parásitos externos (ectoparásitos).(ectoparásitos). Viven en el exterior de los organismos, chupan la sangre (hemófagos) o la savia. Son las chinches, pulgas, garrapatas, piojos, ...

Parásitos internos (endoparásitos).Parásitos internos (endoparásitos). Viven en el interior de los organismos. Sufren simplificaciones y modificaciones de sus estructuras, como resultado evolutivo de su adaptación al medio interno (poco variable) del organismo en el que se hospedan.

Pueden parasitar a todo tipo de organismos. •Algunos viven en el intestino humano, como la tenia o los áscaridos. •Otros viven en el aparato respiratorio, circulatorio, hígado, bajo la piel.... (sarna, triquinosis, toxoplasmosis, ... )

Las infecciones bacterianas también se pueden considerar un parasitismo en sentido amplio.

http://images.google.es/imgres?imgurl=http://aprendasueco.com/blog-sweden/wp-content/uploads/2006/10/tenia.jpg&imgrefurl=http://www.aprendasueco.com/blog-sweden/category/varios/&usg=__4RR9TwAB2jCNXB5C36mYvA1XeHA=&h=353&w=300&sz=14&hl=es&start=4&tbnid=jE02jSyv24hM5M:&tbnh=121&tbnw=103&prev=/images?q=parasitos&hl=es


Las dos especies obtienen un beneficio de esta relación (+,+).

En plantas: Un ejemplo clásico son los musgos en los troncos de los árboles. Por un lado el musgo alcanza una altura que no conseguiría en el suelo y así no compite con otras hierbas por la luz. Por su parte el árbol conserva mejor la humedad y se protege del fuego.

Como otras relaciones interespecíficas, produce coevolución de las especies y aumenta la diversidad biológica.


Entre plantas y animales: Es muy importante entre los insectos que polinizan las plantas a la vez que comen el néctar. Otras aves ingieren las semillas y las dispersan con las heces (petirrojos, currucas comen moras). Igualmente, los zorros comen higos y madroños diseminando posteriormente las semillas.

Entre animales: Existen ejemplos muy conocidos, como las garcillas bueyeras que se alimentan de los parásitos de los bueyes y, además, tienen un sentido de alerta mayor que estos grandes herbívoros. Otro caso son los peces rémora que comen los restos de comida entre los dientes de los tiburones. El tiburón consigue así una limpieza y mejor conservación de su estructura dental.


Los ecosistemas cambian a lo largo del tiempo. Además son capaces de mantener y aumentar su organización, reajustándose, adaptándose a cualquier tipo de variación, usando continuamente materia y energía.

Si no hay perturbaciones tienen a ser más complejos. El proceso de cambio se llama sucesión ecológica, en él unas comunidades sustituyen a otras.

LA SUCESIÓN ECOLÓGICA se define como:

Un proceso dinámico resultante de la interacción de los factores bióticos y abióticos en el tiempo, que da lugar a la formación de un ecosistema complejo y estable.


Es un proceso lento y gradual, en el que las poblaciones que son inestables sufren modificaciones, tanto en su composición como en su tamaño, buscando el equilibrio.

Cuando se consigue este equilibrio, el CLÍMAX, la comunidad tenderá a mantenerse estable y no será sustituida por otra, mientras no cambien las condiciones físico químicas y climáticas.


SUCESIONES PRIMARIAS SUCESIONES PRIMARIAS

Se producen en territorios vírgenes que aún no han sido colonizados. Es el caso de las lavas volcánicas, los aluviones, las dunas. Los primeros organismos en colonizar son los líquenes y musgos, que van formando el suelo, posteriormente bacterias y hongos y las primeras hierbas.

SUCESIONES SECUNDARIAS SUCESIONES SECUNDARIAS

Ocurren en ecosistemas que han sufrido una regresión que ha interrumpido su camino hacia el clímax o lo ha roto. Todavía se conserva el suelo y parte de la vegetación.

Al cabo de un cierto tiempo, si las condiciones ambientales no han variado, el ecosistema se recupera y continúa con su sucesión o se estabiliza.



1. AUMENTO DE LA BIODIVERSIDAD: Tanto en riqueza específica como en diversidad específica. En general las r-estrategas (iniciales) son sustituidas por las k-estrategas (finales).

2. ALARGAMIENTO DE CADENAS TRÓFICAS. Por el aumento del nº de especies.

3. AUMENTO DE LA ESTABILIDAD: Se establecen relaciones entre las especies, con múltiples retroalimentaciones, que contribuyen a la estabilidad.

4. AUMENTO PROGRESIVO DE LA BIOMASA: Al principio no hay limitación de los recursos disponibles, la producción es muy alta, por lo que se produce un aumento progresivo hasta las etapas finales. Finalmente la respiración iguala a la producción, excepto cuando se retira la biomasa (cultivo) o se seca la hierba. En estos casos nunca se llegará a la etapa clímax.


1. DISMINUCIÓN DE LA PRODUCTIVIDAD: A más evolución, menos tasa de renovación.

2. AUMENTO DE LOS NICHOS ECOLÓGICOS: Se produce un mayor aprovechamiento y el ecosistema se vuelve más complejo.

3. DISMINUCIÓN DEL FLUJO ENERGÉTICO QUE RECORRE EL ECOSISTEMA: Finalmente la energía pasa por muchos organismos por lo que se producen más pérdidas, el reciclado se produce instantáneamente por lo que la materia apenas tiene tiempo de estar en el medio antes de volver a ser capturada.


La REGRESIÓN puede ocurrir por causas naturales (incendios, inundaciones, cambio climático, volcanes,...) o por causas antrópicas, (deforestación, contaminación, introducción de nuevas especies...)

En la regresión suelen aparecer poblaciones de r-estrategas (oportunistas)

Las principales regresiones se producen en los ecosistemas terrestres, debido a sobrepastoreo, talas excesivas, deforestación, erosión o incendios.

Cuando el fenómeno es muy grave la comunidad puede perder su capacidad de regeneración.

En los ecosistemas acuáticos la más importante es la regresión producida por contaminación con abonos y fertilizantes en aguas dulces y la contaminación del litoral y la sobreexplotación pesquera en el medio marino.

Es un proceso inverso a la sucesión ecológica:

Regresión total:

Erupción volcánica que cubre el terreno de lava

Regresión por deforestación.

Se mantiene el suelo



Regresiones provocadas por la Regresiones provocadas por la humanidadhumanidad

Deforestación: Provocada por la tala y la quema de árboles y por la agricultura mecanizada.

Incendios forestales: El fuego ha sido un factor natural que rejuvenece los bosques templados y los mediterráneos ricos en especies pirófilas.

Introducción de nuevas especies: Conejos de Australia Visón americano Mejillón cebra Cangrejo americano Lucio

La ecosfera

Education

Transcript of La ecosfera