UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ESCUELA DE CIENCIAS AGRICOLAS PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE ESPECIALIZACION EN NUTRICION ANIMAL SOSTENIBLE MODULO SISTEMA ECOLOGICO ETOLOGICO UNIDAD UNO: ECOLOGIA - ECOSISTEMAS

Por:

OMAR ALBERTO GARCIA ALZUGARATE M.V.Z., M.Sc., Ph. D

2007

Tabla de contenidosUNIDAD 1 : ECOLOGIA - ECOSISTEMAS CAPITULO 1. CLASIFICACION DE LOS SERES VIVOS Competencia especfica: Conocimiento de los cinco reinos propuestos por Whittaker y el sistema de nomenclatura cientfica binomial. SISTEMAS Y SMBOLOS Leccin 1. Conocimiento de los cinco reinos. CLASIFICACION DE LOS SERESVIVOS propuestos por Whittker y el sistema de nomenclatura cientfica binomial Leccin 2. ECOSISTEMAS Smbolos, interacciones. Competencia especifica: clasificacin de ecosistemas interacciones de especies integradas en modelos eco sistmicos Leccin 3. NIVELES TRFICOS Y CALIDAD DE ENERGA Ley Del mnimo y biomagnificacion Factores biticos y abiticos CAPITULO 2. LOS FLUJOS DE ENERGA Y MATERIALES A TRAVS DE ECOSISTEMAS Leccin 1.Cuantificacin de los flujos de energa. Ciclos hidrolgico, fsforo y nitrgeno, Teora mxima potencia Leccin 2. LOS BIOMAS DEL MUNDO. Eficiencia ecolgica, Dinmica poblacional e Interaccin de especies. Leccin 3. Las grandes subdivisiones de la biosfera CAPITULO 3. LOS NUEVOS PARADIGMAS EN EL MANEJO DE ECOSISTEMAS, BIODIVERSIDAD Y DESARROLLO SOSTENIBLE Y ECOLOGA PROFUNDA Leccin 1. Fundamentos filosficos Leccin 2. Los movimientos ambientales modernos Escuelas. hombre sobre el ecosistema. Leccin 3. Teora endosimbiotica, Teora Gaiana Accin del

INTRODUCCION La crisis ambiental del planeta amerita un nuevo enfoque de las ciencias biolgicas. Nuevos conceptos cientficos como la teora GAI de James Love Lock y la teora endosimbiotica de Margullis inician el siglo xxi profundizando nuevos conceptos de la biologa. Lo cual amerita el desarrollo de un modulo de biologa que integre un nuevo panorama del estudio de la naturaleza Durante los ltimos 2,000 aos, el mundo ha perdido, por extincin, ms de 100 especies o subespecies de mamferos. Aproximadamente dos tercios de estas prdidas han ocurrido desde mediados del siglo 19, y la mayora desde inicios del siglo 20. Adems de esos mamferos ya extintos, muchos ms estn desapareciendo o amenazados. El factor principal en la disminucin de la fauna mundial ha sido la sociedad humana moderna, operando ya sea en forma directa a travs de una cacera comercial excesiva o, lo que es ms desastroso, indirectamente por invasin o destruccin de los hbitat naturales, Comparativamente pocas especies parecen haber desaparecido en los ltimos aos debido a senilidad evolucionaria, enfermedad o cambio climtico. Los interesados en la conservacin de la vida silvestre reconocen que se requiere mucho ms que una simple proteccin de animales individuales. La conservacin de los animales debe empezar con la conservacin del hbitat, el rea donde los animales se alimentan, descansan y se reproducen. Desde luego que esto involucra mucho ms que la simple preservacin de la poblacin animal, e incluye la conservacin del suelo y la cubierta vegetacional. Pero el inmenso crecimiento de la poblacin humana mundial y sus necesidades econmicas en expansin, promoviendo la consiguiente extensin e intensificacin de la industria y la agricultura, ha invadido el hbitat natural que todava permanece en el mundo. Esto ha estado asociado con la introduccin de nuevos tipos de cultivo, drenaje de humedales, descenso general de la capa fretica, contaminacin de ros y lagos, destruccin de los bosques, y el uso indiscriminado de insecticidas y herbicidas. En muchas partes del mundo, ha ocurrido una destruccin amplia de los bosques y de grandes zonas de vegetacin natural. Colombia, es un territorio dividido geogrficamente en siete (7) regiones naturales: Caribe, Pacfica, Andina, Valles Interandinos, Orinoqua, Amazonia e Insular, donde abundan diferentes ecosistemas que guardan gran biodiversidad. Estas zonas geogrficas, con excepcin de la Insular, conforman cuatro grandes vertientes: Caribe, Pacfica, Oriental y Amaznica, de donde surge la inigualable riqueza hdrica de nuestro pas. Pero de estas zonas, la Andina, segn estudios realizados por la Corporacin de Estudios Ganaderos (CEGA), es la ms erosionada por el continuo maltrato de sus suelos y fuentes hdricas, debido a la ancestral cultura del trabajo de la tierra y manejo inadecuado del recurso agua, agravado este ltimo por la tala masiva del bosque primario.

Esta situacin erosiva de la tierra, ha ocasionado masivas migraciones hacia el sur del pas las que agravadas por aquellas producidas por la violencia, estn destruyendo el bosque hmedo tropical de la Amazonia, el pulmn ms grande del mundo, patrimonio de la humanidad. La devastacin de nuestro pas se ve agravada por el desconocimiento del manejo de los recursos ya enumerados, ya que no se estn preparando tcnicos y profesionales en estas importantes disciplinas. El suelo y el agua son dos de los recursos naturales que sostienen la Biota del Globo Terrqueo. Todos los sistemas vivos que componen la biodiversidad, dependen directa o indirectamente de estos elementos para su supervivencia. En Colombia, sin embargo, el manejo de estos vitales recursos es extremadamente deficiente en la mayora de empresas industriales y agropecuarias. El manejo sostenible de los recursos naturales debe hacer nfasis en el comportamiento de los elementos nutricionales y su relacin con las propiedades fsicas, qumicas y biolgicas del mismo y la disponibilidad de estos elementos para las plantas los animales y nosotros. El manejo ptimo de los recursos naturales en el mbito biosocial, requiere no slo conocer los requerimientos hdricos de los diferentes biomas en sus estados fenolgicos, sino poner en prctica tambin un conjunto de conocimientos y criterios bsicos de una nueva biologa

OBJETIVO Que los dicentes adquieran las categoras de las Disciplinas cientficas, relacionndolos con las principales Leyes de la teora general de sistemas. Lo cual les dar una cosmovisin de la nueva ciencia de la Biologa y su relacin con el medio ambiente y los sistemas agroecologicos. Adquiriendo la habilidad de comprender las diferentes categoras conceptuales bsicas de las ciencias biolgicas, para poder profundizar en las otras disciplinas cientficas relacionadas con la biologa. El objetivo principal del modulo y la asignatura es proporcionar al alumno de la de la especializacin formacin estructural en el estudio de ciencias biolgicas y sus nuevos paradigmas como la ecologa en particular, el alumno deber adquirir conocimientos bsicos sobre la economa de la naturaleza. .

En particular, el alumno deber adquirir conocimientos bsicos sobre: Las unidades acadmicas dan un enfoque terico de los nuevos paradigmas cientficos y la crisis medio ambiental y su reflejo en la erosin gentica, moral y poltica de la sociedad contempornea. As mismo forja en el dicente los conceptos de la nueva biologa y su enfoque para resolver la crisis planetaria a travs de procesos de sostenibilidad del sector agropecuario, referente a la conducta animal el dicente comprender y manejara el funcionamiento del sistema nervioso, para poder explicar las causas de los fenmenos conductuales; las fuentes documentales ms relevantes de las Neurociencias y la Psicobiologa, con el objeto de seguir el desarrollo de problemas de inters cientfico a travs de su consulta; el uso de la metodologa y las tcnicas de investigacin propias de la Psicobiologa. Metodologa para el desarrollo de estudio de cada una de las unidades. Para el desarrollo del estudio de cada una de las unidades se recomienda que el estudiante siga los siguientes pasos: El estudiante incorporar en su estructura cognitiva el mapa conceptual anexo en cada unidad, luego de desarrollar las siguientes actividades: 1) 2) 3) Lectura comprensiva y registro de puntos para aclaracin mediante apoyo tutorial o consulta bibliogrfica. Desarrollo de actividades propuestas en el mdulo y por el tutor para la solucin de ncleos problmicos. Desarrollo de un portafolio de cada unidad donde registre su conceptualizacin personal sobre las temticas fundamentales, los resultados de sus consultas bibliogrficas y tutoriales, y complementaciones al mapa conceptual de cada unidad. Concepto sobre la calidad del contenido de la unidad, su actualizacin, su calidad pedaggica y sugerencias para mejoramiento del material didctico.

4)

Este portafolio debe compartirlo con el tutor como base alternativa de nota arcial en la evaluacin final del curso de biologa. Con la orientacin del tutor el estudiante buscar estrategias para cumplir y reajustar si es el caso el siguiente cronograma para el estudio de cada unidad.

CAPITULO 1. CLASIFICACION DE LOS SERES VIVOS Competencia especfica: Conocimiento de los cinco reinos propuestos por Whittker y el sistema de nomenclatura cientfica binomial. SISTEMAS Y SMBOLOS Leccin 1 Conocimiento de los cinco reinos CLASIFICACION DE LOS SERESVIVOS propuestos por Whittker y el sistema de nomenclatura cientfica binomial Leccin 2 ECOSISTEMAS Smbolos, interacciones Competencia especifica: clasificacin de ecosistemas especies integradas en modelos eco sistmicos Leccin 3 NIVELES TRFICOS Y CALIDAD DE ENERGA biomagnificacion Factores biticos y abiticos CAPITULO 2. LOS FLUJOS DE ENERGA Y MATERIALES A TRAVS DE ECOSISTEMAS Leccin 1 Cuantificacin de los flujos de energa. Ciclos hidrolgico, fsforo y nitrgeno, Teora mxima potencia Leccin 2 LOS BIOMAS DEL MUNDO Eficiencia ecolgica, Dinmica poblacional e Interaccin de especies Leccin 3 Las grandes subdivisiones de la biosfera Ley Del mnimo y interacciones de

CAPITULO 3 LOS NUEVOS PARADIGMAS EN EL MANEJO DE ECOSISTEMAS, BIODIVERSIDAD Y DESARROLLO SOSTENIBLE Y ECOLOGA PROFUNDA Leccin 1 Fundamentos filosficos Los movimientos ambientales modernos Escuelas Teora endosimbiotica Teora gaiana Leccin 2 PRINCIPIOS BSICOS DE AGROECOLOGIA Accin del hombre sobre el ecosistema. a) Agricultura y ganadera b) Obtencin de energa y materias primas Leccin 3

Reciclado de residuos. Destruccin de ecosistemas naturales. Introduccin de organismos ajenos al ecosistema. AGRICULTURA BIOLOGICA POSIBILIDADES Y RESTRICCIONES, MERCADOS IMPACTO MEDIOAMBIENTAL Y DESARROLLO SOSTENIBLE CAPITULO 1. CLASIFICACION DE LOS SERES VIVOS Competencia especfica: Conocimiento de los cinco reinos propuestos por Whittker y el sistema de nomenclatura cientfica binomial. SISTEMAS Y SMBOLOS Leccin 1 Conocimiento de los cinco reinos CLASIFICACION DE LOS SERESVIVOS propuestos por Whittker y el sistema de nomenclatura cientfica binomial

..CLASIFICACION DE LOS SERES VIVOS

OBJETIVOS ESPECIFICOS 1. Comprender las diferentes categoras conceptuales bsicas de taxonoma. la

2. Adquirir las bases de conocimiento necesarias para comprender los procesos biolgicos que rigen los sistemas vivos y sus interrelaciones. 3. Conocer y aplicar las metodologas de estudio de la ciencia taxonmica. 4. Manejar las fuentes documentales ms relevantes de las ciencias taxonmicas y el desarrollo evolutivo, con el objeto de seguir el desarrollo de problemas de inters cientfico a travs de su consulta. 5. Solucionar deficiencias de conocimiento o de conceptualizacin en el rea de la filogenia y ontogenia, para abordar comprensivamente el autoaprendizaje de la clasificacin de los seres vivos y sus relaciones con sus antecesores. 6. Manejar el sistema de clasificacin binomial de los seres vivos 7. Conceptualizar las categoras cientficas bsicas de la taxonoma como: la filogenia y su relacin con la clasificacin de los seres vivos, especie, gnero, Phylum y taxn. COMPETENCIA ESPECIFICA A LOGRAR POR EL ESTUDIANTE: El estudiante tendr capacidad para entender el proceso de clasificacin de una especie biolgica y manejar correctamente la terminologa cientfica taxonmica para su aplicacin a los recursos del entorno NUCLEO PROBLEMICO PARA ORIENTAR EL ESTUDIO TAXONMICO Seor estudiante: El problema de organizar un sistema de clasificacin de los organismos vivientes de tal manera que se pueda identificarlos sin ninguna duda en cualquier parte del mundo, lleva varios siglos de trabajo por parte de la comunidad acadmica. Para el caso concreto de esta unidad de biologa es recomendable que usted analice el problema de reconocer especies, ya sean vegetales o animales, con base en ejemplos concretos que pueda estudiar en su entorno. Por ejemplo, si vive en clima apto para ctricos, compare y describa lo ms detalladamente que pueda las diferencias entre una planta de naranja y una de limn. En el caso de las flores de estas plantas, compare y dibuje con precisin las diferencias entre las diversas partes de las flores. Si vive en otro tipo de clima, seleccione dos plantas que a primera vista parezcan relacionadas pero que de todas maneras se pueda presumir que son

especies diferentes, como por ejemplo la cebolla cabezona y la cebolla larga. Lo importante es que usted tenga la oportunidad de observar directamente las dos plantas de manera exhaustiva para compararlas, describirlas, dibujar sus partes y encontrar que es lo que permite decir que son dos especies diferentes o si slo se trata de variedades de una misma especie. Cuando profundice en este tipo de anlisis, sobre todo al revisar la bibliografa, empezando por el mdulo de Biologa y luego por los textos recomendados tanto por el autor del mdulo como por su tutor o algn bilogo a quien usted pueda consultar, se dar cuenta que adems de las diferencias morfolgicas entre dos plantas, para dictaminar si son especies diferentes tambin se tiene en cuenta si se pueden reproducir naturalmente cruzndose entre s. Tambin hay aspectos de distribucin geogrfica a considerar. Otro aspecto que forma parte importante del problema es la comprensin y utilizacin de un sistema universalmente reconocido de clasificacin que permita asignar a las especies un nombre cientfico y ubicarlas correctamente dentro de ese sistema. Con base en todo lo anterior, lea los textos a continuacin, buscando informacin que le permita resolver el ncleo problmico mencionado y cuando tenga avances concretos consulte con su tutor los logros y los ajustes que sean necesarios para culminar exitosamente el ejercicio. CONTENIDOS 1 . INTRODUCCION

Debido a la gran diversidad de organismos en la naturaleza , los bilogos vieron la necesidad de utilizar un sistema de clasificacin que permitiera agruparlos por sus caractersticas macroscpicas y microscpicas comunes, por su similitud en las etapas de desarrollo, por su parecido en la composicin bioqumica, por su semejanza gentica, con el fin de estudiarlos y as entender su origen , su evolucin y las relaciones de parentesco entre s. La taxonoma o, mejor dicho, los taxnomos, son los que se encargan de poner algo de orden a la inmensidad de la vida, intentando averiguar las relaciones filogenticas existentes entre los distintos organismos. Para conseguir esto se han ido creando una serie de categoras artificiales que no son sino simples entelequias mentales producto, una vez ms de nuestra mente compartimentalizadora, que busca esquemas lgicos que le permitan reducir la enorme diversidad existente a algo ms sencillo y, por ello, medianamente comprensible. Podemos hacer una excepcin a esto con la

especie, que adelante 2.

parece ser algo "natural", aunque sobre ello volveremos ms

TAXONOMA

La taxonoma es una divisin de la sistemtica relacionada con la clasificacin de los organismos segn especializaciones. La Taxonoma proporciona los mtodos , principios y reglas para la clasificacin de los organismos vivos en taxones (grupos) a los que se les asigna un nombre y se los ubica dentro de categoras jerarquizadas. Las categoras consisten en grupos o niveles dentro de grupos en la que el grupo mayor abarca al menor. El agrupamiento de los organismos se basa en las semejanzas tanto naturales como artificiales. La taxonoma proporciona informacin directa e inferida sobre la estructura del cuerpo y la historia evolutiva de los organismos respectivamente. Las semejanzas estructurales de los organismos vivientes se conocen bien en su mayor parte. Pero los estudios de la historia evolutiva, para muchos de categora superior inclusive es incompleta. Frente a esta dificultad taxonmica, se ha intentado establecer sistemas de clasificacin alternativa, que muestren el grado actual de evolucin. 3. SISTEMAS DE CLASIFICACION 3.1. DE WHITTAKER El ms aceptado es el esquema filogentico presentado por Whittaker (1969) que clasifica a los organismos vivientes en 5 reinos: Mnera, Protista, Hongos, Plantas y Animal. Esta clasificacin est basada en el tipo de organizacin celular: procariote y eucariote; y en la forma de nutricin: fotosntesis, absorcin e ingestin. Algunas caractersticas de estos reinos : Mnera : microorganismos procariticos ( sin membrana nuclear), unicelulares, con tipo de nutricin absortiva o fotosinttica, con reproduccin asexual rara vez

sexual, con locomocin por flagelos o inmviles. Se encuentran todos los medios. Pertenecen a este reino las bacterias y las cianobacterias. Protistas : microorganismos unicelulares, eucariticos ( con membrana nuclear, mitocondrias y otros organelos) su tipo de nutricin es la absorcin, la ingestin, y la fotosintesis, pueden ser inmviles o desplazarse por medio de flagelos, su reproduccin se puede realizar por procesos asexuales o por procesos sexuales. Pertenecen a este reino los protozoos y las algas. Fungi : organismos eucariticos, en su mayora multicelulares, multinucleares, su nutricin es por absorcin , son inmviles, su reproduccin incluye ciclos asexuales y sexuales, Son representantes de este reino los hongos. Plantae: organismos eucariticos, multicelulares, la mayora fotosintticos aunque algunos son absortivos, inmviles con reproduccin sexual y asexual . Pertenecen a este reino los vegetales superiores, las algas rojas, las algas pardas, los helechos, los musgos. Animalia: Organismos eucariticos, multicelulares, su nutricin es la ingestin y la digestin, reproduccin predominantemente sexual, pertenecen a este reino los animales invertebrados y vertebrados. 3.2. DE CARL WOESE Los trabajos de CARL WOESE secuenciando cidos nucleicos han separado todos los seres vivos en tres grandes dominios (categora por encima del reino): Bacteria, Archaea y Eucarya; de los cuales los dos ltimos estn ms prximos filogenticamente (siendo grupos hermanos, segn la terminologa cladista) Los reinos "clsicos" no son ms que unas pequeas ramitas del gran rbol de la vida, aunque son las ramitas que mejor conocemos. Por ejemplo, el reino Animalia, es una de las ramas del dominio Eucarya. 4. CATEGORIAS TAXONMICAS SUPRAESPECFICAS

Las categoras taxonmicas anteriormente mencionadas y ordenadas de la ms amplia a la menos amplia (en negrita las principales), son: Regnun Reino Phylum Superclase Clase

Subclase Superorden Orden Suborden Infraorden Superfamilia Familia Subfamilia Tribu Subtribu Gnero Subgnero Especie Subespecie Como se puede comprobar en este esquema de categoras enlazadas, un gnero sera un conjunto de especies relacionadas; una familia sera un conjunto de gneros relacionados, un orden un conjunto de familias, una clase un conjunto de rdenes y un phylum un conjunto de clases, todo esto guiado por nuestros conocimientos en evolucin, ya que se pretende que la clasificacin se asemeje lo ms posible a la filogenia de los distintos organismos. El phylum, la categora superior, representa un plan estructural bsico y los diversos phyla estn agrupados en reinos. Una vez colocadas en su sitio las categoras supraespecficas, deberemos enfrentarnos con la piedra angular de la Biologa, el concepto de especie.

Grfica No 1 Categoras supraespecficas Tomado de: http://www.whfreeman.com/life/update/.

Grfica No 2 Categoras supraespecficas Tomado de: http://www.whfreeman.com/life/update/.

5.

EL CONCEPTO DE ESPECIE.

A uno le podra parecer que, ya que todo bilogo, sea cual sea su campo de estudio, debe trabajar de algn modo con especies, se debera tener claro en todo momento que cosa es una especie. Sin embargo esto dista mucho de ser as. Se han ido dando, a lo largo de la historia, numerosos conceptos de especie, todos ellos vlidos en el momento en el que fueron enunciados, pero

que han ido quedando desfasados por paso del tiempo o estn actualmente en discusin. A continuacin se enumeran una serie de definiciones para dicho concepto (las tres ltimas tomadas en parte de CASARES, (1998), que reflejan el pensamiento que en cada momento se tena, no slo sobre lo que era una especie, sino tambin sobre la vida en general. 5.1. El concepto morfolgico de especie fue el que se us hasta que la evolucin se convirti en el paradigma cientfico en el que se basa la Biologa actual. Este concepto postula que las especies se pueden definir con base a unos caracteres taxonmicos tipo, que representan la esencia de cada especie; por tanto, basta con tomar un ser vivo, describirlo tal y como se nos presenta, y todos los que concuerden con esa descripcin sern de su misma especie, siendo de distintas especies aquellos que difieran. En este contexto, la variacin intraespecfica no es ms que un distractor antes de llegar a la esencia de la especie . Por desgracia, este criterio, que debera haber sido ya totalmente relegado a la Historia de la Ciencia, sigue vigente en los trabajos de algunos taxnomos (algo que ellos negaran rotundamente), que ante la mnima diferencia con el ejemplar tipo, describen nuevas subespecies y/o especies, con lo cual slo consiguen enredar las relaciones interespecficas y dificultar el estudio de los distintos grupos. 5.2. El concepto nominal de especie, que tuvo en Darwin a uno de sus mximos defensores, postula que no existen las especies, solo los individuos concretos, y que la especie no es ms que una abstraccin hecha "para entendernos", contingente al momento actual y carente de significado en el tiempo. Sin embargo, a la hora de enfrentarse a la prctica cotidiana, los nominalistas describen especies no slo en el momento actual (algo que concordara con su concepto de especie) sino tambin en el registro fsil, algo no coherente con ese concepto. Actualmente este concepto parece descartado. 5.3. El concepto biolgico de especie; enunciado por MAYR en 1963, que la define como el "conjunto de poblaciones que real y potencialmente pueden reproducirse entre s, pero que estn aisladas de otros grupos similares", est basada en el "aislamiento" entre especies, algo muy aceptado en teora pero con numerossimas excepciones en la prctica. Presenta adems problemas con especies de distribucin espacial o temporal amplia, y con organismos de reproduccin asexual. 5.4. El concepto de reconocimiento de especie, enunciado por PATERSON en 1985, que la define como el " conjunto de individuos y poblaciones que comparten un mismo sistema de fertilizacin", es decir, de reconocimiento entre

individuos de distinto sexo y de compatibilidad entre los genes aportados por cada uno. Bastante similar al anterior, presenta los mismos inconvenientes. 5.5. El concepto evolutivo de especie, que la define como el conjunto de poblaciones que comparten un destino evolutivo comn a lo largo del tiempo. Consigue soslayar los problemas de las definiciones anteriores, pero presenta uno nuevo: qu se entiende por destino evolutivo comn a la hora de considerar organismos vivos? 5.6 Convencin prctica: Para efectos prcticos se puede adoptar convencionalmente la siguiente definicin tomada de Nelson G. (2000) Una especie es una poblacin con aislamiento reproductivo, que se reconoce por caracteres morfolgicos particulares y que ocupa un rea geogrfica definida. LECCION 2 6 . NOMENCLATURA. Como de una forma ms o menos implcita insinubamos antes, cualquier tipo de estudio en Biologa , debe tener una cierta base taxonmica. Si no sabemos el nombre de los animales o de las plantas con que trabajamos, nos resultar bastante difcil sacar algo en claro de nuestros estudios. Una vez que agrupamos a los organismos por especies, se nos presenta el problema de qu nombre ponerle a cada especie, para poder hacer referencia a ella ms adelante. Al principio se intent dar nombres vulgares a todas las especies, o se las intent describir abreviadamente mediante una frase que resaltara sus caractersticas ms conspicuas. Tras varios intentos de varios autores, se acab aceptando el sistema binomial de Linneo, establecido en su obra Systema Naturae, cuya dcima edicin (1758) sirve como punto de partida. Este sistema asigna a cada especie un nombre compuesto de dos palabras. La primera palabra corresponde al nombre cientfico del gnero y se escribe la primera letra con mayscula, mientras que la segunda palabra es el epteto especfico y se escribe en minsculas. Ambas se escriben en cursiva o, si se escribe a mano o en una mquina antigua que no permite usar cursivas, entonces se subrayan las dos palabras.. En el caso de que todo el texto circundante est escrito en cursiva, el nombre cientfico se escribe normal. Obviamente, el nombre cientfico est escrito en latn o latinizado. En el caso de que haya subespecie , sta se escribe a continuacin tambin en cursiva y sin ninguna palabra intercalada , hecho este que diferencia el Cdigo

Internacional de Nomenclatura Zoolgica (CINZ) del Cdigo Internacional de Nomenclatura Botnica, en el que aparece la abreviatura subsp. intercalada. Segn el CINZ, no tienen validez los txones infrasubespecficos. Por ejemplo, el nombre cientfico del pez Aphyosemion bivittatum hollyi, El primer nombre corresponde al gnero, el segundo a la especie y el tercero a la subespecie Tras el nombre del taxn especfico se incluye el nombre del autor y el ao en que fue descrito por primera vez, ponindose el nombre del autor entre parntesis si no lo describi en el lugar taxonmico que ocupa actualmente. Por ejemplo, Poecilia reticulata Peters, 1859. Los nombres cientficos revelan datos interesantes, no slo sobre la especie en cuestin, sino tambin sobre el cientfico que la describi. As abundan los nombres cientficos referidos a personajes de la mitologa grecorromana, sobre todo en Lepidpteros. Por ejemplo, dentro de la familia de los Papilinidos, nos encontramos con Iphiclides podalirius y Papilio machaon, dos bellas mariposas cuya similitud nos recuerda Linneo al ponerles los nombres de dos mdicos homricos. El estudio de estos nombres cientficos nos puede proporcionar, como mnimo, unos ratos muy interesantes. En el mundo de los insectos las clasificaciones de especies nuevas son difciles y, muchas veces extenuantes, de lo que dan fe Stroudia difficilis, Paravespa gestroi problemtica y Bombus perplexus. Estaran tambin los nombres puestos por entomlogos sin ninguna imaginacin como Coeleumenes secundus, Leptochilus tertius, Eudynerus nonus (sinonimizado con E. octavus, para desesperacin de los matemticos). Naturalmente en la Entomologa tambin existe el peloteo, la egolatra y el autobombo, del que podra dar fe el lepidptero Cartwrightia carwrighti cuyo autor, un tal Carwright, justific la semejanza con su nombre alegando que haba dedicado el nombre genrico a su padre y el especfico a su hermano. Pero sin duda alguna el caso ms alarmante sera el protagonizado por Embrick Strand; en una revista dirigida por l mismo, y dentro de unos tomos dedicados al editor de la revista, que casualmente tambin era l, apareci un artculo firmado por un tal Jan Obenberger en el que se describan 92 nuevas especies de colepteros, de las cuales 50 llevaban en alguna parte de su nombre cientfico un apelativo a Strand, ya usando su nombre, su apellido, ambos o una derivacin de ellos. Pero no todos los entomlogos han de ser eglatras, sin imaginacin o expresar sus frustraciones a la hora de clasificar insectos; tambin hay sitio para el amor.

Un ejemplo de esto seran las araas Ochisme y Marichisme (Kirkaldy), aunque desde luego, ignoramos el romanticismo que pueda despertar una araa.

7. LA CONSTRUCCIN DE RBOLES FILOGENTICOS Uno de los objetivos de la sistemtica es la filogenia o sea la clasificacin de las especies teniendo en cuenta sus relaciones de parentesco. La construccin de rboles filogenticos, representa hiptesis evolutivas y trata de definir grupos monofilticos ( ancestro y descendientes) Para construirlos, se deben tener datos que provienen de las caractersticas usadas en la clasificacin. 7.1. MTODOS DE CLASIFICACIN Existen muchos mtodos de clasificacin, segn la manera en que evalan ciertos caracteres. Entre ellos : a. b. c. a. El tradicional o evolucionista, La fentica o taxonoma numrica y La cladstica o filogentica El tradicional o evolucionista :

Los criterios usados en la sistemtica tradicional enfatizan en tanto el antecesor comn (monofilsis) como en el peso de la divergencia entre grupos Los organismos se agrupan en especies teniendo en cuenta: La utilizacin del concepto biolgico de especie, basado en propiedades biolgicas (la comunidad reproductiva) La utilizacin de carcteres morfolgicos y no morfolgicos y la necesidad de valorar adecuadamente (con mtodos estadsticos si es necesario) la variabilidad. La necesidad de ponderar similitud morfolgica y parentesco filogentico en caso de conflicto

Sin embargo si tomamos como ejemplo la agrupacin lagartos, cocodrilos, y aves como se observa en la grfica No. 3

Grfica No. 3 Determinacin de grupo monofiltico por ancestro comn Por su parecido entre s ( caracteres morfolgicos) los lagartos y cocodrilos se agrupan en un taxn Reptiles segn la clasificacin tradicional. Pero si tenemos como criterio el parentesco filogentico, es decir, la proximidad de los ancestrales comunes, aves y cocodrilos son ramas derivadas de un linaje comn ( lnea naranja ) y por lo tanto, comparten un mayor grado de parentesco y se agrupan en un taxn que se ha denominado "Arcosaurios", desde el punto de vista de la clasificacin cladista. En conclusin al tomar en cuenta ambos criterios: similitud de carcteres morfolgicos y parentesco filogentico , puede presentarse conflicto en la agrupacin y se requiere tomar el sistema de clasificacin ms apropiado para ponderar el peso de los caracteres. b. FENTICA O TAXONOMA NUMRICA

Agrupa a los organismos estrictamente por el nmero de carcteres que tienen en comn ( similitud morfolgica) y los cuantifica en indices de similitud o de distancia Dichos ndices reflejan el parecido global entre los taxones. Estos procedimientos se basan en el uso de matrices en las que se incluyen valores numricos de determinados atributos de las unidades a agrupar, unidades llamadas OTUs (de operative taxonomical unity) que pueden ser individuos, muestras de poblaciones o especies, etc.

Los atributos pueden ser medidas, proporciones, recuentos o carcteres semicuantitativos (p.e. 0=ausencia, 1=presencia). La idea es que cuanto ms similares sean dos OTUs, menor ser la diferencia global entre los valores de sus atributos. De esta forma se pueden definir ndices de distancia fentica, como por ejemplo la media cuadrtica de las diferencias entre cada par de atributos. En el caso de identidad total entre dos OTUs dicho ndice valdra 0, y ser mayor cuanto ms disimilares sean los OTUs. c. Cladstica y Cladogramas

La cladstica es un tipo de sistemtica desarrollada por Willi Hennig, tratando de conseguir un mtodo mas objetivo de clasificar organismos En sistemtica filogentica o cladistica se agrupan los organismos en los taxones exclusivamente en funcin de su grado de parentesco filogentico, es decir, en funcin del orden relativo de sus ancestrales comunes. Dado que los taxones estn compuestos por organismos emparentados (descendientes por tanto de un ancestral comn a todos ellos) todos los taxones, todas las unidades de clasificacin, debern ser estrictamente monofilticos. Una agrupacin no monofiltica, no formada por todos y cada uno de los descendientes de un ancestral comn, no puede ser constituida como taxn

Grfica No 5 . Tomado de: http://www.whfreeman.com/life/update/.

En la grfica anterior, el criterio o carcter huevo con amnios se usa para unir al grupo de aves , reptiles y mamferos que por compartir este carcter primitivo se deduce que tienen un antecesor comn. La caracterstica presencia de plumas y el pelo para separar aves y reptiles de mamferos en el caso de clasificacin tradicional, NO es un factor en las hiptesis cladsticas, o cladograma, dado que son caracteres nicos en un taxn del grupo. Una de las aplicaciones ms interesantes de la cladstica es la cuestin de los pandas. En un principio se pens que el oso menor era un oso, pero por sus caracteres cercanos a los mapaches hizo que se los colocara cercanos a ellos. El panda menor vive en la misma regin de China que el panda gigante pero tiene grandes similaridades con los mapaches, mientras que los estudios de hibridizacin de ADN sugieren que el panda gigante esta en el clado de los osos y el panda menor en el clado de los mapaches. Ambos comparten un antecesor comn, como lo indica los caracteres derivados o evolutivos que comparten, adems de los otros caracteres derivados de la evolucin convergente (adaptaciones a su nica fuente de energa: el bamb). La grfica No. 6 muestra esta divergencia del antecesor comn, e intenta adems mostrar el tiempo al cual ocurri esa divergencia.

Grfica No. 6. Tomada de: http://www.whfreeman.com/life/update/.

Un interesante y ameno relato respecto al tema de s las aves se originan o no de los dinosaurios se encuentra en Investigacin y Ciencia, El origen de las aves y su vuelo, K. Padian y L.M Chiappe, 1998. 8 . APOYO PEDAGGICO: siguientes mapas conceptuales y verifique la exactitud de sus

Revise los conceptos .

Analice alternativas de elaboracin o de complementacin de los mapas.

TAXONOMIAes da determina investiga

Parte de la sistemticaestudia

Metodologapara

Sistemas de Clasificacinpor ejemplo:

Relaciones FilogentIcasque ubican

Clasificacinde a

Asignar nombre

Whittakerplantea

Carl Woesebasado en

Organismosen

Organismossegn su

5 Reinosbasado en tipo de nutricin organizacin celular

Secuenciacin de Acidos Nucleicosdetermina

Categoras Jerarquizadasmediante

Grupos o TaxonesReino dentro de Phyla dentro de Clase dentro de Orden dentro de Genero dentro de Especie

Morfologa Monera Historia Evolutiva

3 Dominios Bacteria Archaea Eucarya

Absortivo Fotosinttico Absortivo Fotosinttico Ingestivo Absortivo Fotosinttico Ingestivo

Procariota

Protista

Fungi Plantae Animalia

Eucariota

CLADISMOSIMILITUDES DE CARACTERES

PRIMITIVOS O PLESIOMORFOS Ejemplo: columna vertebral presente en el ancestro comn de todos los vertebrados: Peces, anfibios, reptiles, aves y mamferos.que al compartirse constituyen

EVOLUCIONADOS O APOMORFOS Ejemplo: pelos y glndulas mamarias presentes solo en el ancestro comn ms reciente de los mamferos.que al compartirse constituyen

SIMPLESIOMORFIA

SINAPOMORFIA

que permiten establecer

GRUPOS MONOFILTICOS Que incluyen un ancestro comn y a todas las especies que comparten al menos un carcter apomorfogenerndose as un diagrama jerrquico ramificado llamado

CLADOGRAMA

BIBLIOGRAFA 1. AugrIos, Robert y George Stanciu: The New Biology: Wisdom of Nature.1980 Discovering the

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LECCIN 3 SIMBOLOS INTERACCIONES OBJETIVOS: 1. Hacer una lista de las partes de un ecosistema (componentes vivos e inertes); 2. Nombrar los smbolos usados para hacer diagramas de ecosistemas y describir cada smbolo; 3. Construir un diagrama de un ecosistema (modelo simple) utilizando smbolos

Smbolos, interacciones ecosistemas (sistema ecolgico) . Un tpico ecosistema contiene, cosas vivas como por ejemplo rboles, animales; y cosas inertes como sustancias nutrientes y agua.

La superficie de la tierra, donde existen los seres vivos, se llama biosfera y contiene muchos pequeos ecosistemas como son bosques, campias, lagos y estepas. A todos los individuos de una especie de organismos, se los denomina poblacin. Cada ecosistema contienediversas poblaciones. Un ecosistema puede contener una poblacin de rboles, una poblacin de ardillas y una poblacin de saltamontes. Las partes vivas de un ecosistema son llamadas comunidades. La comunidad est conformada por las poblaciones de muchas especies que interactuan unas con otras. Procesos de un ecosistema. Algunos organismos son capaces de elaborar su propio alimento a partir de productos qumicos, utilizando la energa solar; este proceso se denomina fotosntesis. Las plantas que hacen los productos alimenticios se llaman productores. El alimento producido es utilizado por clulas vivas para hacer mas clulas y formar la materia orgnica, como lana y grasa. Los productos orgnicos de organismos vivos son, algunas veces denominados biomasa. Ciertos organismos consumen productos elaborados por los productores, a estos organismos se les denomina consumidores. Los consumidores pueden comer plantas (herbvoros), carne (carnvoros), asimilar materia orgnica muerta (descompositores, como hongos y bacterias). Luego de que el consumidor ha digerido y utilizado este alimento, restan pocos productos qumicos de desecho. Estos productos de desecho, que se necesitan como fertilizante para plantas, se denominan nutrientes. Cuando los consumidores liberan nutrientes y vuelven a ser utilizados por las plantas, nosotros decimos que han sido reciclados. La floresta es un ejemplo de un tpico ecosistema. Los rboles y otras plantas productoras utilizan la energa solar y los nutrientes qumicos para elaborar materia orgnica. Esta es comida por los consumidores que devuelven los nutrientes a la raz de las plantas. La Figura 1.1 muestra esa parte del sistema forestal y las flechas muestran el flujo que siguen la energa, alimento y nutrientes.

Figura 1.1 Partes de una floresta Figure reprinted with permission from Environment and Society in Florida - (Cat#SL0802) Copyright CRC Press, Boca Raton, Florida - 1997. Smbolos. Los smbolos son sencillos y establecen grficamente las relaciones de los sistemas. El primer grupo de smbolos que es necesario aprender se da en la Figura 1.2.

Figura 1.2 Smbolos

La Figura 1.3 muestra un sistema forestal en estos smbolos. Estas unidades y caminos son las iguales que en la Figura 1.1, pero substituidas por smbolos: el sol es representado por el smbolo de fuente de energa, las plantas verdes son

representadas por el smbolo de productores y los animales por el smbolo de los consumidores. Las flechas representan el flujo de energa de una unidad a otra. Muchos caminos cargan materiales y energa. Un modelo es el diagrama que muestra importantes relaciones en un va simple.

Figura 1.3 Smbolos que representan partes de una floresta Figure reprinted with permission from Environment and Society in Florida - (Cat#SL0802) Copyright CRC Press, Boca Raton, Florida - 1997.

La Figura 1.4 presenta otros dos smbolos. Un proceso de interaccin (por ejemplo, la interaccin de energa y materiales en la fotosntesis) es representado en los diagramas de sistemas energticos por un smbolo de interaccin. Una cantidad (por ejemplo, un depsito de nutrientes) representada por smbolo de depsito en la Figura 1.4. Este smbolo tiene la forma de algunos tipos de tanques de agua.

Figura 1.4 Smbolos para Interaccin y Depsito.

Las partes y caminos internos hacia un productor o consumidor son diagramados en la Figura 1.5. El proceso de fotosntesis muestra internamente al productor como una interaccin que combina los nutrientes y la energa. La produccin tambin necesita una cierta cantidad de plantas (depsito de biomasa de planta)

para hacer el trabajo de fotosntesis. Un consumidor tambin tiene un proceso de interaccin y depsito. En el ejemplo del venado, el proceso de interaccin es el de comer las plantas. El depsito es la biomasa del tejido del venado. Las partes y caminos internos de un consumidor son similares a los de un productor.

Figura 1.5 Partes internas de un productor y un consumidor.

En la Figura 1.5 existen lneas que fluyen de los depsitos nuevamente a los procesos de interaccin. Esto indica que el depsito de biomasa est envuelto en la produccin de ms biomasa. Una lnea que retorna hacia la izquierda del diagrama se llama retorno, o retroalimentacin. La energa est disponible para realizar trabajo solamente cuando est relativamente concentrada. Cuando la energa se disipa, perdiendo su concentracin y su capacidad de realizar trabajo til, decimos que est dispersa. Algo de energa est siempre siendo dispersada de un depsito de energa concentrada y cuando es usada en un proceso de interaccin. La dispersin de energa que acompaa todos los depsitos y procesos se muestra con el smbolo de sumidero de calor en la Figura 1.6. La energa dispersa no puede ser usada nuevamente.

Figura 1.6 Sumidero de calor.

Mucha de la energa solar usada en el proceso de produccin es dispersada durante su uso. Es necesario dispersar la mayora de la energa solar incidente para poder producir un pequeo depsito de energa como biomasa. Cuando un animal consumidor come una planta, la mayora de la energa del alimento es dispersada para mantener al animal con vida y operar los procesos de crecimiento. Sistema forestal. Las partes de la vegetacin expuestas en las figuras anteriores pueden ser integradas para mostrar un sistema forestal completo de forma simple, como se muestra en la Figura 1.7. La caja diseada alrededor de los smbolos marca los lmites del sistema. Solamente los smbolos de la fuente de energa y el sumidero de calor son diseados fuera de los lmites, esto es debido a que la primera es abastecida por una fuente externa al sistema, y en el sumidero de calor la energa es dispersada del sistema y no puede ser reutilizada.

Figura 1.7 Ecosistema forestal diseado con los smbolos.

Debido a que parte de la energa solar fluye por la floresta sin ser utilizada, la lnea del sol es diseada con un brazo que sale nuevamente del sistema. Los nutrientes liberados por los consumidores se muestran reciclados hacia la izquierda volviendo nuevamente al proceso de produccin de la planta. En resumen, los smbolos de energa muestran como estn conectadas las partes productoras y consumidoras de un ecosistema, el uso de la energa, el reciclaje de materiales y el uso del depsito para ayudar a los procesos de produccin. El smbolo de transaccin monetaria.

En un sistema econmico que incluye dinero, este es utilizado para pagar bienes y servicios. Como se muestra en la Figura 1.8, la energa fluye en una direccin (las lneas slidas) mientras que el dinero fluye en direccin opuesta (lnea interrumpida). La carne y las cosechas van desde la hacienda hasta la ciudad, y los dlares retornan para pagarlos.

Figura 1.8 Energa y dinero fluyen en direccin opuesta. Los smbolos con los caminos usuales de conexin se dan en la Figura 1.9. Siete de ellos son usados en este captulo; los ltimos tres se presentarn ms adelante.

Figura 1.9 Smbolos de energa

Preguntas y actividades para la leccion 1. Defina: a. consumidor b. productor c. descompositor d. fotosntesis e. poblacin f. nutrientes g.dispersin de energa h. proceso de interaccin i. depsito (almacenamiento) j. produccin k. fuente l. biosfera 2. Use la Figura 1.7 para explicar el ecosistema forestal 3. Dibuje los 8 smbolos utilizados en este captulo y explique que representa cada uno. 4. Trace la energa y nutrientes a travs del diagrama de la floresta 5. Dibuje un diagrama propio, vendiendo 4 lpices a un amigo por un dlar. 6. Dibuje nuevamente la Figura 1.7.

CAPITULO 2 FLUJOS DE ENERGIA Y ECOSISTEMAS

OBJETIVO GENERAL Comprender la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas

OBJETIVOS ESPECIFICOS 1. Adquirir la capacidad de analizar los aspectos relacionados con el equilibrio de los ecosistemas. 2. Comprender las bases de la economa de la naturaleza.

COMPETENCIA ESPECIFICA A LOGRAR POR EL ESTUDIANTE La comprensin del ecosistema mediante la relaciones e interdependencias de sus componentes para formular marcos ambientales de decisin para el desarrollo productivo NUCLEO PROBLEMICO PARA ORIENTAR EL ESTUDIO TAXONMICO Anlisis de interacciones poblacionales en un biotopo ( lugar en que se ha delimitado una biocenosis para su estudio cercano, como por ejemplo un jardn. 1. Caracterice en l las interacciones planta- suelo- animal. ecosistmicas que afectan la relacin

Inicie esta caracterizacin observando el suelo con la ayuda de una lupa y describa los diferentes seres vivos que encuentre. Repasando la unidad uno procure caracterizar taxonmicamente sus hallazgos. 2. Caracterice y defina los conceptos biotopo y biocenosis de acuerdo a lo que observ en su jardn, finca o parque o salida de campo 3. Luego analice y describa qu interaccin tienen los organismos encontrados en el suelo con las plantas y animales superiores que observe. 4. Cuantifique dnde hay de l. mayor riqueza en especies: en el suelo o por encima

5. Describa y anote las relaciones que observ en el biotopo escogido de acuerdo con la anterior definicin 6. De acuerdo a esto mencione mnimo 5 subsistemas y sus elementos que lo integran 7. Describa un flujo de energa y cierre el ciclo en el biotopo observado 8. CONSTRUYA SU PIRAMIDE EN EL NICHO ECOGICO OBSERVADO Y DISCUTA CON SU TUTOR LA FORMULACION TEORICO-PRACTICA QUE USTED HA LOGRADO CONSTRUIR EN DESARROLLO DE ESTE NUCLEO PROBLEMICO.

Competencia especifica: fundamentos de ecologa, clasificacin de ecosistemas interacciones de especies integradas en modelos eco sistmicos

CONTENIDOS Leccin 1 NIVELES TRFICOS Y CALIDAD DE ENERGA Leccin 2 Factores biticos y abiticos Leccin 3 LOS BIOMAS DEL MUNDO Eficiencia ecolgica, Dinmica poblacional e Interaccin de especies Las grandes subdivisiones de la biosfera LECCION 1 RED TROFICA INTRODUCCION El trmino ecologa est ahora mucho ms en la conciencia del pblico porque los seres humanos comienzan a percatarse de algunas malas prcticas ecolgicas de la humanidad en el pasado y en la actualidad. Es importante que todos conozcamos y apreciemos los principios de este aspecto de la biologa, para que podamos formarnos una opinin inteligente sobre temas como contaminacin con insecticidas, con detergentes, con mercurio, con la eliminacin de desechos, con presas para generacin de energa elctrica, y sus efectos sobre la humanidad, sobre la civilizacin humana y sobre el mundo en que vivimos. La voz griega oikos significa "casa" o "lugar para vivir", y ecologa (oikos logos) es literalmente el estudio de organismos "en su hogar", en su medio ambiente nativo.

El trmino fue propuesto por el bilogo alemn Ernst Haeckel en 1869, pero muchos de los conceptos de ecologa son anteriores al trmino en un siglo o ms. CAMPO ESPECFICO DE ESTUDIO DE LA ECOLOGA La ecologa se ocupa de la biologa de grupos de organismos y sus relaciones con el medio ambiente. Los grupos de organismos pueden estar asociados a tres niveles de organizacin: poblaciones, comunidades y ecosistemas. En el uso ecolgico, una poblacin es un grupo de individuos de cualquier clase de organismo correspondiente a una sola especie. Una comunidad en el sentido ecolgico, una comunidad bitica comprende todas las poblaciones que ocupan un rea fsica definida. La comunidad, junto con el medio ambiente fsico no viviente comprende un ecosistema. As, la sinecologa se interesa por las numerosas relaciones entre comunidades y ecosistemas. El eclogo estudia problemas como quin vive a la sombra de quin, quin devora a quin, quin desempea un papel en la propagacin y dispersin de quin, y cmo fluye la energa de un individuo al siguiente en una cadena alimenticia. El eclogo trata de definir y analizar aquellas caractersticas de las poblaciones distintas de las caractersticas de individuos y los factores que determinan la agrupacin de poblaciones en comunidades. En ocasiones el estudio ecolgico se centra en un campo de trabajo muy local y especfico, pero en otros casos se interesa por cuestiones muy generales. Un eclogo puede estar estudiando como afectan las condiciones de luz y temperatura a los rboles de un robledal, mientras otro estudia cmo fluye la energa en la selva tropical; pero lo especfico de la ecologa es que siempre estudia las relaciones entre los organismos y de estos con el medio no vivo, en unidades de anlisis denominadas ecosistemas. El concepto de ecosistema es vital para comprender el funcionamiento de la naturaleza . Es un error considerar que nuestros avances tecnolgicos: coches, grandes casas, industria, etc. nos permiten vivir al margen del resto de la biosfera.

El estudio de los ecosistemas, de su estructura y de su funcionamiento, nos demuestra la profundidad de estas relaciones. LOS ECOSISTEMAS El ecosistema es el nivel de organizacin de la naturaleza que interesa a la ecologa. Dentro de los ecosistemas los organismos viven en POBLACIONES que se estructuran en COMUNIDADES. El trmino autoecologa se refiere a estudios de organismos individuales, o de poblaciones de especies aisladas, y sus relaciones con el medio ambiente. El trmino contrastante, sinecologa, designa estudios de grupos de organismos asociados formando una unidad funcional del medio ambiente. Los eclogos emplean el trmino ecosistema para indicar una unidad natural con partes vivientes (factores biticos) o inertes (factores abiticos), que interactan mutuamente para producir un sistema estable en el cual el intercambio de sustancias entre los organismos vivos y los elementos inertes es de tipo circular. ( ver ms adelante la temtica de factores biticos y abiticos en el numeral 2.4.) Un ecosistema puede ser tan grande como el ocano o un bosque, o uno de los ciclos de los elementos, o tan pequeo como un acuario que contiene peces tropicales, plantas verdes y caracoles. Para calificar una unidad como ecosistema, la unidad ha de ser un sistema estable, donde el recambio de materiales sigue un camino circular. Un ejemplo clsico de un ecosistema bastante compacto para ser investigado en detalle cuantitativo es una laguna o un estanque. La parte no viviente del lago comprende el agua, el oxgeno disuelto, el bixido de carbono, las sales inorgnicas como fosfatos y cloruros de sodio, potasio y calcio, y muchos compuestos orgnicos. En un lago, hay dos tipos de productores: las plantas mayores que crecen sobre la orilla o flotan en aguas poco profundas, y las plantas flotantes microscpicas, en su mayor parte algas, que se distribuyen por todo el lquido, hasta la profundidad mxima alcanzada por la luz. Estas plantas pequeas, que se designan colectivamente con el nombre de fitoplancton, no suelen ser visibles, salvo si las hay en gran cantidad, en cuyo

caso comunican al agua un tinte verdoso. Suelen ser bastante ms importantes como productoras de alimentos para el lago que las plantas visibles. Los organismos consumidores son hetertrofos, por ejemplo, insectos y sus larvas, crustceos, peces y tal vez algunos bivalvos de agua dulce. Los consumidores primarios son los que ingieren plantas; los secundarios los carnvoros que se alimentan de los primarios, y as sucesivamente. Podra haber algunos consumidores terciarios que comieran a los consumidores secundarios carnvoros. El ecosistema se completa con organismos descomponedores, bacterias y hongos, que desdoblan los compuestos orgnicos de clulas procedentes de organismos muertos y con organismos saprfitos consumidores de molculas orgnicas pequeas, y con sustancias inorgnicas que pueden usarse como materia prima por las plantas verdes. An el ecosistema ms grande y ms completo puede demostrarse que est constituido por los mismos componentes: organismos productores, consumidores y desintegradores, y componentes inorgnicos. La estructuracin de un ecosistema rene la biocenosis o conjunto, en equilibrio dinmico, de organismos vivos, y las caractersticas del bitopo o sea de la extensin fsica en que se encuentra circunscrita la unidad ecosistmica que se va a estudiar. El concepto de ecosistema an es ms amplio que el de comunidad porque un ecosistema incluye, adems de la comunidad, el ambiente no vivo, con todas las caractersticas de clima, temperatura, sustancias qumicas presentes, condiciones geolgicas, etc. La organizacin de la naturaleza en niveles superiores al de los organismos es la que interesa a la ecologa. Hbitat y nicho ecolgico Para escribir las relaciones ecolgicas de los organismos resulta til distinguir entre dnde vive un organismo y lo que hace como parte de su ecosistema. Dos conceptos fundamentales tiles para describir las relaciones ecolgicas de los organismos son el hbitat y el nicho ecolgico. El hbitat de un organismo es el lugar donde vive, su rea fsica, alguna parte especfica de la superficie de la tierra, aire, suelo y agua. Puede ser vastsimo, como el ocano, o las grandes zonas continentales, o muy pequeo, y limitado, por ejemplo, la parte inferior de un leo podrido, pero siempre es una regin

bien delimitada fsicamente. En un hbitat particular pueden vivir varios animales o plantas. En cambio, el nicho ecolgico es el estado o el papel de un organismo en la comunidad o el ecosistema. Depende de las adaptaciones estructurales del organismo, de sus respuestas fisiolgicas y de su conducta. Puede ser til considerar al hbitat como la direccin de un organismo (donde vive) y al nicho ecolgico como su profesin (lo que hace biolgicamente). El nicho ecolgico no es un espacio demarcado fsicamente, sino una abstraccin que comprende todos los factores fsicos, qumicos, fisiolgicos y biticos que necesita un organismo para vivir. Para describir el nicho ecolgico de un organismo es preciso saber qu come y qu lo come a l, cules son sus lmites de movimiento y sus efectos sobre otros organismos y sobre partes no vivientes del ambiente. Una de las generalizaciones importantes de la ecologa es que dos especies no pueden ocupar el mismo nicho ecolgico. Una sola especie puede ocupar diferentes nichos en distintas regiones, en funcin de factores como el alimento disponible y el nmero 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 jvenes de ro son consumidores secundarios, comen caracoles, gusanos e insectos, mientras que las tortugas adultas son consumidores primarios y se alimentan de plantas verdes como el apio acutico. EJEMPLOS DE ECOSISTEMAS.La ecosfera en su conjunto es el ecosistema mayor. Abarca todo el planeta y rene 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 ms delimitados. As, por ejemplo, el ocano, un lago, un bosque, o incluso, un rbol, o una manzana que se est pudriendo son ecosistemas que poseen patrones de funcionamiento en los que podemos encontrar paralelismos fundamentales que nos permiten agruparlos en el concepto de ecosistema. FUNCIONAMIENTO DEL ECOSISTEMA El funcionamiento de todos los ecosistemas es parecido. Todos necesitan una fuente de energa que, fluyendo a travs de los distintos componentes del ecosistema, mantiene la vida y moviliza el agua, los minerales y otros

componentes fsicos del ecosistema. es el sol.

La fuente primaria y principal de energa

En todos los ecosistemas existe, adems, un movimiento contino de los materiales. Los diferentes elementos qumicos pasan del suelo, del agua o del aire a los organismos y de unos seres vivos a otros, hasta que vuelven al suelo, o al agua, o al aire, cerrndose el ciclo. En el ecosistema la materia se recicla en un ciclo cerrado y la energa fluye generando organizacin en el sistema. ESTUDIO DEL ECOSISTEMA Al estudiar los ecosistemas interesa ms el conocimiento de las relaciones entre los elementos, que el cmo son estos elementos. Los seres vivos concretos le interesan al eclogo por la funcin que cumplen en el ecosistema, no en s mismos como le pueden interesar al zologo o al botnico. Para el estudio del ecosistema es indiferente, en cierta forma, que el depredador sea un len o un tiburn. La funcin que cumplen en el flujo de energa y en el ciclo de los materiales son similares y es lo que interesa en ecologa. Cualquier variacin en un componente del ecosistema repercutir en todos los dems componentes. Por eso son tan importantes las relaciones que se establecen para mantener ciertas dinmicas de equilibrio general a pesar de la gran complejidad de las interacciones. Una manera simplificada de abordar el estudio de los ecosistemas consiste en analizar las relaciones alimentarias, los ciclos de la materia y los flujos de energa. Relaciones alimentarias La vida necesita un aporte continuo de energa que llega a la Tierra desde el Sol y pasa de unos organismos a otros a travs de la cadena trfica.

Figura No .7 Ejemplo de cadena trfica Las redes de alimentacin (reunin de todas las cadenas trficas) comienzan en las plantas (organismos productores) que captan la energa luminosa con su actividad fotosinttica y la convierten en energa qumica almacenada en molculas orgnicas. Las plantas son devoradas por otros seres vivos que forman el nivel trfico de los consumidores primarios (herbvoros). La cadena alimentaria ms corta estara formada por los dos eslabones citados (ej.: cabras alimentndose de la vegetacin). Pero los herbvoros suelen ser presa, generalmente, de los carnvoros (depredadores) que son consumidores secundarios en el ecosistema. Ejemplos de cadenas alimentarias de tres eslabones seran: hierba - vaca - hombre algas - krill - ballena. Las cadenas alimentarias suelen tener, como mucho, cuatro o cinco eslabones, seis constituyen ya un caso excepcional. Ej. de cadena larga sera: plantas insectos - sapos - serpientes - mangosta felino . Pero las cadenas alimentarias no acaban en el depredador cumbre (ej.: felino que como todo ser vivo muere, existen necrfagos, como algunos hongos o bacterias que se alimentan de los residuos muertos y detritos en general (organismos descomponedores o detritvoros). De esta forma se soluciona en la naturaleza el problema de los residuos. Los detritos (restos orgnicos de seres vivos) constituyen en muchas ocasiones el inicio de nuevas cadenas trficas. Por Ej., los animales de los fondos abisales se nutren de los detritos que van descendiendo de la superficie.

Las diferentes cadenas alimentarias no estn aisladas en el ecosistema sino que forman un entramado entre s y se suele hablar de red trfica. Aproximacin a la complejidad de las redes trficas y alimentarias Se estima que el ndice de aprovechamiento de los recursos en los ecosistemas terrestres es como mximo del 10 %, por lo cual el nmero de eslabones en una cadena alimentara ha de ser, por necesidad, corto. Sin embargo, un estudio de campo y el conocimiento ms profundo de las distintas especies nos revelar que esa cadena trfica es nicamente una hiptesis de trabajo y que, a lo sumo, expresa un tipo predominante de relacin entre varias especies de un mismo ecosistema. La realidad es que cada uno de los eslabones mantiene a su vez relaciones con otras especies pertenecientes a cadenas distintas. Es como un cable de conduccin elctrica, que al observador alejado le parecer una unidad, pero al aproximarnos veremos que dicho cable consta a su vez de otros conductores ms pequeos, que tampoco son una unidad maciza. Cada uno de estos conductores estar formado por pequeos filamentos de cobre y quienes conducen la electricidad son en realidad las diminutas unidades que conocemos como electrones, componentes de los tomos que constituyen el elemento cobre. Pero hay que poner de relieve una diferencia fundamental, en el cable todas las sucesivas subunidades van en una misma direccin, pero en la cadena trfica cada eslabn comunica con otros que a menudo se sitan en direcciones distintas. La hierba no slo alimenta a la oveja, sino tambin al conejo y al ratn, que sern presa de un guila y un bho, respectivamente. La oveja no tiene al lobo como nico enemigo, aunque sea el principal. El guila intentar apoderarse de sus recentales y, si hay un lince en el territorio, competir con el lobo, que en caso de dificultad no dudar en alimentarse tambin de conejos. De este modo, la cadena original ha sacado a la luz la existencia de otras laterales y entre todas han formado una tupida maraa de relaciones nterespecficas. Esto es lo que se conoce con el nombre de red trfica. La red da una visin ms cercana a la realidad que la simple cadena. Nos muestra que cada especie mantiene relaciones de distintos tipos con otros elementos del ecosistema: la planta no crece en un nico terreno, aunque en determinados suelos prospere con especial vigor.

Tampoco, en general, el herbvoro se nutre de una nica especie vegetal y l no suele ser tampoco el componente exclusivo de la dieta del carnvoro. La red trfica, contemplando un nico pero importante aspecto de las relaciones entre los organismos, nos muestra lo importante que es cada eslabn para formar el conjunto global del ecosistema. Una representacin ms realista de quien come a quien se llama red alimenticia, como se muestra a continuacin

Grfica No. 11. Red alimenticia, Pirmides biolgicas Una representacin muy til para estudiar todo este entramado trfico son las pirmides de biomasa y energa. En ellas se ponen varios pisos con su anchura o su superficie proporcional a la magnitud representada. En el piso bajo se sitan los productores; por encima los consumidores de primer orden (herbvoros), despus los de segundo orden (carnvoros) y as sucesivamente.

Grfica No.8 Pirmide de energa de una cadena trfica acutica Biomasa y energa La biomasa es la cantidad total de materia viviente, en un momento dado, en un rea determinada o en uno de sus niveles trficos, y se expresa en gramos de carbono, o en caloras, por unidad de superficie. Las pirmides de biomasa son muy tiles para mostrar la biomasa en un nivel trfico. El aumento de biomasa en un perodo determinado recibe el nombre de produccin de un sistema o de un rea determinada. La transferencia de energa de un nivel trfico a otro no es totalmente eficiente. Los productores gastan energa para respirar, y cada consumidor de la cadena gasta energa obteniendo el alimento, metabolizndolo y manteniendo sus actividades vitales. Esto explica por qu las cadenas alimentarias no tienen ms de cuatro o cinco miembros, no hay suficiente energa por encima de los depredadores en la cspide de la pirmide como para mantener otro nivel trfico. Ciclos de la materia: Los elementos qumicos que forman los seres vivos (oxgeno, carbono, hidrgeno, nitrgeno, azufre y fsforo, etc.) van pasando de unos niveles trficos a otros. Las plantas los recogen del suelo o de la atmsfera y los

convierten en molculas orgnicas (glcidos, lpidos, protenas y cidos nucleicos). Los animales los toman de las plantas o de otros animales. Despus los van devolviendo a la tierra, a la atmsfera o a las aguas por la respiracin, las heces o la descomposicin de los cadveres, cuando mueren. Es as como el ciclo de la materia tiene un trayecto cclico De esta forma encontramos en todo ecosistema unos ciclos del oxgeno, del carbono, del hidrgeno, del nitrgeno, etc. cuyo estudio es esencial para conocer su funcionamiento.

Grfica No. 9. Ciclo energtico del ecosistema Flujo de energa El ecosistema se mantiene en funcionamiento gracias al flujo de energa que va pasando de un nivel al siguiente. La energa fluye a travs de la cadena alimentaria slo en una direccin: va siempre desde el sol, a travs de los productores a los descomponedores. La energa entra en el ecosistema en forma de energa luminosa y sale en forma de energa calorfica que ya no puede reutilizarse para mantener otro ecosistema en funcionamiento. El ciclo de energa sigue una trayectoria lineal a diferencia de los ciclos de la materia o de los elementos qumicos.

PRODUCTIVIDAD DE LOS ECOSISTEMAS La productividad es una caracterstica de las poblaciones que sirve tambin como ndice importante para definir el funcionamiento de cualquier ecosistema. Su estudio puede hacerse a nivel de las especies, cuando interesa su aprovechamiento econmico, o de un medio en general. Las plantas, como organismos auttrofos, tienen la capacidad de sintetizar su propia masa corporal a partir de los elementos y compuestos inorgnicos del medio, en presencia de agua como vehculo de las reacciones y con la intervencin de la luz solar como aporte energtico para stas. El resultado de esta actividad, es decir los tejidos vegetales, constituyen la produccin primaria. Ms tarde, los animales comen las plantas y aprovechan esos compuestos orgnicos para crear su propia estructura corporal, que en algunas circunstancias servir tambin de alimento a otros animales. Eso es la produccin secundaria. En ambos casos, la proporcin entre la cantidad de nutrientes ingresados y la biomasa producida nos dar la llamada productividad, que mide la eficacia con la que un organismo puede aprovechar sus recursos trficos. Pero el conjunto de organismos y el medio fsico en el que viven forman el ecosistema, por lo que la productividad aplicada al conjunto de todos ellos nos servir para obtener un parmetro con que medir el funcionamiento de dicho ecosistema y conocer el modo en que la energa fluye por los distintos niveles de su organizacin. La productividad es uno de los parmetros ms utilizados para medir la eficacia de un ecosistema, calculndose sta en general como el cociente entre una variable de salida y otra de entrada. La productividad se desarrolla en dos medios principales, las comunidades acuticas y las terrestres. El hombre nada puede hacer para aumentar la cantidad de energa luminosa incidente, y muy poco para elevar el porcentaje de eficacia de transferencia de energa, por lo que slo podr aumentar el aporte de energa de los alimentos, acortando la cadena alimenticia, es decir, consumiendo productores primarios, vegetales y no animales. En los pases superpoblados como China e India, los naturales son principalmente vegetarianos porque as la cadena alimenticia es ms corta y un rea determinada de terreno puede de esta forma servir de sostn al mayor nmero de individuos.

RESUMEN MAPA CONCEPTUAL

La energa en la naturaleza

Pasa de un organismo a otro a travs de

Las cadenas alimentaras

stas tienen varios niveles trficos

Productores (Hacen fotosntesis)

Consumidores (herbvoros, Carnvoros, Omnvoros)

Descomponedores

LECCION 2 CONDICIONES DE LAS INTERACCIONES EN LOS FACTORES BITICOS Y ABITICOS Factores abiticos Todos los factores qumico-fsicos del ambiente son llamados factores abiticos (de a, "sin", y bio, "vida). Los factores abiticos ms conspicuos son la precipitacin (lluvia ms nevadas) y temperatura; todos sabemos que estos factores varan grandemente de un lugar a otro, pero las variaciones de estos factores pueden ser an mucho ms importantes de lo que normalmente reconocemos. No es solamente un asunto de la precipitacin total o la temperatura promedio. Por ejemplo, en algunas regiones la precipitacin total promedio es de ms o menos 100 cm por ao distribuida uniformemente durante el ao. Esto crea un efecto ambiental muy diferente al que se encuentra en otra regin donde cae la misma cantidad de precipitacin pero solamente durante 6 meses por ao correspondientes a la estacin de lluvias, dejando a la otra mitad del ao como la estacin seca. Igualmente, un lugar donde la temperatura promedio es de 20 C y nunca alcanza el punto de congelamiento es muy diferente de otro lugar con la misma temperatura promedio pero que tiene veranos ardientes e inviernos muy fros. De hecho, la temperatura fra extrema no temperatura de congelamiento, congelamiento ligero o varias semanas de fuerte congelamiento es ms significativa biolgicamente que la temperatura promedio. An ms, cantidades y distribuciones diferentes de precipitacin pueden combinarse con diferentes patrones de temperatura, lo que determina numerosas combinaciones para apenas estos dos factores. Pero tambin otros factores abiticos pueden estar involucrados, incluyendo tipo y profundidad de suelo, disponibilidad de nutrientes esenciales, viento, fuego, salinidad, luz, longitud del da, terreno y pH (la medida de acidez o alcalinidad de suelos y aguas). Como ilustracin, consideremos el factor terreno: en el Hemisferio Norte, el terreno de las laderas que dan hacia el norte generalmente presenta temperaturas ms fras que las que dan hacia el sur. O consideremos el tipo de suelo: un suelo arenoso, debido a que no retiene bien el agua, produce el mismo efecto que una precipitacin menor. O consideremos el viento: ya que aumenta la evaporacin, tambin puede causar el efecto de condiciones relativamente ms secas.

Sin embargo, estos y otros factores pueden ejercer por ellos mismos un efecto crtico. Resumiendo, podemos ver que los factores abiticos, que se encuentran siempre presentes en diferentes intensidades, interactan unos con otros para crear una matriz de un nmero infinito de condiciones ambientales diferentes. Factores biticos En un ecosistema los factores biticos estn relacionados con la interaccin de organismos que contribuyen al desarrollo de biomasa y las condiciones de predominancia y equilibrio entre diversas poblaciones. Invariablemente la comunidad vegetal est compuesta por un nmero de especies que pueden competir unas con otras, pero que tambin pueden ser de ayuda mutua. Pero tambin existen otros organismos en la comunidad vegetal: animales, hongos, bacterias y otros microorganismos. As que cada especie no solamente interacta con los factores abiticos, sino que est constantemente interactuando con otras especies (factores biticos) para conseguir alimento, proteccin , territorio u otros beneficios, inclusive, mientras se compite se puede ser adems fuente de alimento para un nivel trfico superior. Todas las interacciones con otras especies se clasifican como interacciones biticas positivas, negativas o neutras. ptimos y rangos de tolerancia de las especies a factores abiticos

Veremos ahora la manera en que diferentes especies se "ajustan" a condiciones ambientales diferentes. Enfatizaremos en las plantas porque es ms fcil ilustrar los principios con ellas. A travs de observaciones de campo (observaciones de elementos tal como existen en la naturaleza en contraposicin a experimentos de laboratorio), podemos llegar a la conclusin que: especies diferentes de plantas varan grandemente en cuanto a su tolerancia (capacidad para soportar) a diferentes factores abiticos. Esta hiptesis ha sido examinada y verificada a travs de experimentos llamados "pruebas de estrs".

Se cultivan plantas en una serie de cmaras en la que pueden controlarse todos los factores abiticos; de esta manera, el factor simple que estudiamos puede variarse de manera sistemtica mientras que todos los dems factores se mantienen constantes. Por ejemplo, mantenemos la luz, el suelo, el agua y otros factores con iguales valores en todas las cmaras, pero variamos la temperatura de una cmara a otra (para as distinguir el efecto de la temperatura de los dems factores). Los resultados muestran que, partiendo desde un valor bajo, a medida que se eleva la temperatura las plantas crecen mejor y mejor hasta alcanzar una tasa mxima de crecimiento. Sin embargo, si se sigue elevando la temperatura las plantas empiezan a mostrar estrs: no crecen bien, sufren daos, y finalmente mueren. La temperatura a la cual se presenta la mxima tasa de crecimiento se llama la temperatura ptima. La gama o rango de temperatura dentro de la cual hay crecimiento se llama el rango o gama de tolerancia (para la temperatura). Las temperaturas por debajo o por encima de las cuales las plantas no crecen se llaman los lmites de tolerancia. Experimentos similares han sido realizados con la mayora de los dems factores abiticos. Para cada factor estudiado, los resultados siguen el mismo patrn general: hay un ptimo, que permite el mximo crecimiento, un rango de tolerancia fuera del cual hay un crecimiento menos vigoroso, y lmites por debajo o por encima de los cuales la planta no puede sobrevivir. Desde luego, no todas las especies han sido examinadas para todos los factores; sin embargo, la consistencia de tales observaciones nos lleva a la conclusin de que este es un principio biolgico fundamental. Entonces podemos generalizar diciendo que cada especie tiene: 1) un ptimo, 2) un rango de tolerancia, 3) un lmite de tolerancia con respecto a cada factor. 4) Adems del principio de los ptimos, este tipo de experimentos demuestra que las especies pueden diferir marcadamente con respecto al punto en que se presenta el ptimo y los lmites de tolerancia. Por ejemplo, lo que puede ser muy poca agua para una especie puede ser el ptimo para otra y puede ser letal para una tercera. Algunas plantas no toleran las temperaturas de congelamiento (esto es, la exposicin a 0 C o menos es fatal). Otras pueden tolerar un congelamiento

ligero pero no intenso, y algunas realmente requieren varias semanas de temperaturas de congelamiento para completar sus ciclos de vida. Lo mismo puede decirse para los dems factores. Pero, mientras que los ptimos y los lmites de tolerancia pueden ser diferentes para especies diferentes, sus rangos de tolerancia pueden sobreponerse considerablemente. De esta manera, los experimentos controlados apoyan la hiptesis de que las especies difieren en su adaptacin a los diversos factores abiticos. La distribucin geogrfica de una especie puede estar determinada por el grado en el cual sus requerimientos son cumplidos por los factores abiticos presentes. Una especie puede prosperar donde encuentra condiciones ptimas; sobrevive malamente cuando las condiciones difieren de su ptimo. Pero no sobrevivir en aquellos lugares donde cualquier factor abitico tenga un valor fuera de su lmite de tolerancia para ese factor.

RESUMEN MAPA CONCEPTUAL

La naturalezaEst formado por

RELACIONES ENTRE INDIVIDUOS Componentes de las relaciones Intra-especficas

A nivel unicelular, tanto en organismos animales como vegetales, las relaciones entre los distintos individuos presentes en un medio determinado vienen condicionadas principalmente por factores de tipo fsico y qumico. Al ser su hbitat generalmente el agua, donde suelen formar parte del plancton, la rpida multiplicacin de estos organismos puede provocar a veces en ambientes reducidos una cantidad excesiva de residuos metablicos o un agotamiento total del oxgeno disuelto que provoque su muerte. La relacin entre cada organismo unicelular viene mediada por el medio comn que comparten, al que vierten sus metabolitos y del que reciben los de otros organismos. En el caso de los organismos de mayor entidad biolgica, de formas pluricelulares, cualquier relacin entre individuos de una misma especie lleva siempre un componente de cooperacin y otro de competencia, con predominio de una u otra en casos extremos. As en una colonia de plipos la cooperacin es total, mientras que animales de costumbres solitarias, como la mayora de las musaraas, apenas permiten la presencia de congneres en su territorio fuera de la poca reproductora. La colonia es un tipo de relacin que implica estrecha colaboracin funcional e incluso cesin de la propia individualidad. Los corales de un arrecife se especializan en diversas funciones: hay individuos provistos de rganos urticantes que defienden la colonia, mientras que otros se encargan de obtener el alimento y otros de la reproduccin. Este tipo de asociacin es muy frecuente tambin en las plantas, sobre todo las inferiores. En los vegetales superiores, debido a la incapacidad de desplazamiento, surgen formaciones en las que el conjunto crea unas condiciones adecuadas para cada individuo, por lo que se da una cooperacin ecolgica, al tiempo que se produce competencia por el espacio, impidiendo los ejemplares de mayor tamao crecer a los plantones de sus propias semillas. En el reino animal nos encontramos con sociedades, como las de hormigas o abejas, con una estricta divisin del trabajo. En todos estos casos, el agrupamiento sigue una tendencia instintiva automtica. A medida que se asciende en la escala zoolgica encontramos que, adems de ese componente mecnico de agrupamiento, surgen relaciones en las que el comportamiento o la etologa de la especie desempean un papel creciente

Los bancos de peces son un primer ejemplo de particularidades en el comportamiento que asegure la supervivencia de la especie, al desplazarse en cardmenes. En las grandes colonias de muchas aves (flamencos, gaviotas, pinginos, etc.), las relaciones entre individuos estn ritualizadas para impedir una competencia perjudicial. Algo similar sucede en los rebaos de mamferos. Entre muchos carnvoros y, en grado mximo entre los primates, aparecen los grupos familiares que regulan las relaciones intra especficas y en este caso factores como el aprendizaje de las cras, el reconocimiento de los propios individuos y otros aspectos de los que estudia la etologa pasan a ocupar un primer plano. Componentes de las relaciones nter-especficas Entre las especies se pueden establecer relaciones de competencia, en este caso prima el inters de cada especie por el alimento o el espacio, aunque en muchas ocasiones, para lograr determinados fines se recurre a compromisos con otras especies que se manifiestan en asociaciones del tipo de una simbiosis. La simbiosis se define como una cooperacin entre organismos para poder vivir o adaptarse. Esta colaboracin puede darse uno a uno (en forma directa), es decir A ayuda a B y B ayuda a A, o tambin puede ser indirecta A ayuda a B, B ayuda a C y C ayuda a A. Una tipo de simbiosis es el mutualismo en el que ambas especies se benefician recprocamente, tal es el caso de un abejorro que poliniza las flores de un arbusto y obtiene nctar como recompensa, o por ejemplo, el liquen resultado de la asociacin entre algas y hongos , en esta relacin el hongo absorbe agua del ambiente; el alga suministra al hongo el alimento elaborado mediante el proceso de fotosntesis, o la asociacin Rhizobium - leguminosa en la cual la bacteria Rhizobium produce sustancias reguladoras del crecimiento que aprovecha la leguminosa y la leguminosa proporciona a la bacteria un medio y nutrientes para su supervivencia. El comensalismo es otro tipo de simbiosis en donde una especie saca provecho de otra especie sin que esta ltima se afecte , es el caso del pez rmora que tiene una aleta transformada en ventosa, con la que se adhiere al cuerpo del tiburn. As, la rmora se desplaza junto al tiburn y se alimenta con los restos de comida que ste deja caer. Entre otras relaciones particulares posibles, tenemos: El parasitismo es un tipo de relacin de alimentacin en la cual el depredador es mucho ms pequeo que el husped vivo del cual obtiene su alimento

causndole algn dao, por ejemplo la relacin que se establece entre la garrapata y el ganado. La depredacin, en este tipo de relacin algunos individuos -predadoresdevoran a otros -presas como es el caso de los carnvoros de segundo y tercer orden que devoran presas vivas orden, por ejemplo, la mangosta y la serpiente , o el tigre y el venado. El amensalismo Es el tipo de relacin en la que una especie inhibe el crecimiento de otra, sin afectarse ella. Por ejemplo, el hongo Penicillium produce sustancias antibiticas que inhiben el crecimiento de otros microorganismos. La importancia de estas relaciones es que establecen muchas veces los flujos de energa dentro de las redes trficas y por tanto contribuyen a la estructuracin del ecosistema. Las relaciones en las que intervienen organismos vegetales son ms estticas que aquellas propias de los animales, pero ambas son el resultado de la evolucin del medio, sobre el cual, a su vez las especies actan, incluso modificndolo, en virtud de las relaciones que mantienen entre ellas. Pero tambin es relevante la interaccin comunicativa entre las especies, como pueda ser la exhibicin de colores llamativos o la emisin de sonidos estridentes de una presa para disuadir a un depredador Atributos de las poblaciones Puede definirse la poblacin como un grupo de organismos de la misma especie que ocupan un rea dada. Posee caractersticas en funcin ms bien del grupo en su totalidad que de cada uno de los individuos, como: densidad de poblacin, frecuencia de nacimientos y defunciones, distribucin por edades, ritmo de dispersin, potencial bitico y forma de crecimiento. Si bien los individuos nacen y mueren, los ndices de natalidad y mortalidad no son caracterstica del individuo sino de la poblacin global. La ecologa moderna trata especialmente de comunidades y poblaciones; el estudio de la organizacin de una comunidad es un campo particularmente activo en la actualidad. Las relaciones entre poblacin y comunidad son a menudo ms importantes para determinar la existencia y supervivencia de organismos en la naturaleza que los efectos directos de los factores fsicos en el medio ambiente.

Uno de sus atributos importantes es la densidad, o sea el nmero de individuos que habitan en una unidad de superficie o de volumen. La densidad de poblacin es con frecuencia difcil de medir en funcin del nmero de individuos, pero se calcula por medidas indirectas como por ejemplo, los insectos atrapados por una hora en una trampa. La grfica en la que se inscribe el nmero de organismos en funcin del tiempo es llamada curva de crecimiento de poblacin. Tales curvas son caractersticas de las poblaciones, no de especies aisladas, y sorprende su similitud entre las poblaciones de casi todos los organismos desde las bacterias hasta el hombre. La tasa de nacimientos o natalidad, de una poblacin es simplemente el nmero de nuevos individuos producidos por unidad de tiempo. La tasa de natalidad mxima es el mayor nmero de organismos que podran ser producidos por unidad de tiempo en condiciones ideales, cuando no hay factores limitantes. La mortalidad se refiere a los individuos que mueren por unidad de tiempo. Hay una mortalidad mnima terica, la cual es el nmero de muertes que ocurriran en condiciones ideales, consecutivas exclusivamente a las alteraciones fisiolgicas que acompaan el envejecimiento. Disponiendo en grfica el nmero de supervivientes de una poblacin contra el tiempo se obtiene la curva de supervivencia. De esas curvas puede deducirse el momento en que una especie particular es ms vulnerable. Como la mortalidad es ms variable y ms afectada por los factores ambientales que por la natalidad, estos tienen una enorme influencia en la regularizacin del nmero de individuos de una poblacin. Los eclogos emplean el trmino potencial bitico o potencial reproductor para expresar la facultad privativa de una poblacin para aumentar el nmero, cuando sea estable la proporcin de edades y ptimas las condiciones ambientales. Cuando el ambiente no llega a ser ptimo, el ritmo de crecimiento de la poblacin es menor, y la diferencia entre la capacidad potencial de una poblacin para crecer y lo que en realidad crece es una medida de la resistencia del ambiente. LECCION 3 LOS FLUJOS DE ENERGA Y MATERIALES A TRAVS DE ECOSISTEMAS

OBJETIVOS: 1. Hacer una lista de las principales fuentes de energa y mostrar su flujo a travs de una zona forestal; 2. Enunciar dos leyes de energa y explicarlas mediante ejemplos; 3. Definir las unidades de energa: kilocaloria y joules; Identificar y diagramar los principales elementos y productos de la fotosntesis, y el consumo orgnico; 4. Trazar los ciclos de fsforo y nitrgeno en el ecosistema forestal; 5. Acompaar el flujo de agua en el ecosistema forestal; 6. Diagramar un ecosistema forestal que incluya las fuentes y los flujos de energa, fsforo, nitrgeno, agua, oxgeno y dixido de carbono.

Un modelo ms detallado del sistema forestal. En el Captulo I se examin un modelo muy simple de ecosistema forestal y se hizo una introduccin de los smbolos para diagramar las partes y los procesos. En este captulo continuaremos usando el mismo modelo, mostrando el almacenamiento y los flujos de desperdicios (residuos), nutrientes, dixido de carbono y oxgeno. Para sobrevivir, un ecosistema necesita un abastecimiento continuo de materiales esenciales. Estos pueden venir de fuera del sistema, del reciclaje de los materiales o de ambos. Un diagrama de sistema puede ser usado para mostrar las fuentes y flujos, de los materiales mas importantes y de la energa. Un diagrama puede tambin disearse para mostrar las fuentes y flujos de cada tipo de material por separado. Generalmente, se puede resumir el proceso de produccin de la fotosntesis por las plantas verdes (por ejemplo: hojas de los rboles) con ayuda de energa solar, de la siguiente manera : (material orgnico) + (oxgeno) (agua) + (dixido de carbono) + (nutrientes) El proceso de consumo orgnico por los consumidores (incluyendo fuego y consumo industrial de combustibles) ocurre en direccin contraria: (material orgnico) + (oxgeno) (agua) + (dixido de carbono) + (nutrientes)

Los procesos de produccin y consumo en una floresta se muestran, con ayuda de smbolos, en la Figura 2.1. Las partes y procesos mostrados en el diagrama del bosque (Figura 2.1) integran un ecosistema trabajando. Las diversas plantas verdes utilizan la energa del sol, agua y nutrientes del suelo y dixido de carbono del aire para producir materia orgnica. Parte de la materia orgnica es alimento de insectos cuando an esta verde, parte es consumida por microbios (organismos microscpicos) luego de caer al suelo, parte se quema en los incendios. Los consumidores usan oxgeno del aire y liberan nutrientes, dixido de carbono y un poco de agua como subproductos. El viento es una fuente externa que abastece oxgeno y dixido de carbono. Cuando el viento sopla a travs de la floresta, lleva consigo cualquier exceso de dixido de carbono acumulado por los consumidores.

Figura 2.1 Diagrama de produccin fotosinttica y del consumo orgnico en una floresta, mostrando fuentes, flujos de calor, reciclaje y el balance de entradas y salidas. (Los nmeros en los caminos estn en E6 joules por metro cuadrado de floresta por ao). Despus de algunos aos, el ecosistema forestal puede entrar en equilibrio. El agua fluye de dentro hacia fuera del ecosistema; los nutrientes se mueven desde el suelo hacia los organismos vivos y vuelven a l nuevamente. Los organismos crecen, mueren, y se descomponen y sus nutrientes retornan al sistema. Si los depsitos permanecen constantes, con los flujos de entrada iguales a los de salida, se dice que el ecosistema est en estado de equilibrio.

Cuantificacin de los flujos de energa. La energa es necesaria para todos los procesos. La cantidad de energa puede ser medida por el calor liberado. Existen dos unidades comnmente usadas para medir energa. La calora es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua en un grado en la escala Celsius (grado centgrado). Una kilocaloria representa mil caloras. Un cuerpo humano libera cerca de 2500 kilocalorias por da, energa proporcionada por los alimentos consumidos. Por acuerdos internacionales, una unidad de energa diferente se est utilizando con mayor frecuencia, el Joule (J). Una kilocaloria es equivalente a 4186 joules. La energa es necesaria para todos los procesos en un ecosistema. La vegetacin usa la energa del sol (energa solar) y pequeas cantidades de otras fuentes. Las fuentes energticas, depsitos y flujos en un ecosistema forestal estn marca