ECOLOGÍA

Iván Poblador CabañeroBiólogo

1.- ECOLOGÍA Y MEDIOAMBIENTE.

El ambiente es un término amplio que incluye todas las condiciones y

factores externos (vivientes y no vivientes) que le afectan a cualquier

organismo o forma de vida.

La ecología analiza las interrelaciones de los organismos con su medio

ambiente físico y biótico. Es el estudio de organismos en su hábitat.

Intenta explicar dónde se encuentran los organismos, cuántos hay y por

qué. Busca entender de que manera actúa un organismo sobre su

ambiente y cómo éste ambiente actúa sobre el organismo.

Subdivisiones dentro de la Ecología misma, ellas son:

Autoecología Estudio del organismo individual; lo que necesita y tolera

a través de todas las etapas de su ciclo vital, por su forma de vida

funcionamiento, y por su medio ambiente.

Ecología de la población Estudia las poblaciones de organismos: todos

los individuos de una especie que viven en una región, en un mismo

tiempo.

Ecología de la comunidad Estudia las comunidades bióticas: todos los

organismos de todas las especies que viven en una región determinada.

Ecología aplicada Tiene por objeto proteger la naturaleza y su

equilibrio en el medio ambiente humano.

Todos los seres vivos tienen una manera de vivir que depende de su

estructura, su fisiología y del ambiente en el que viven.

Su vida está ligada también a la vida de sus semejantes y a los organismos

que forman parte de su comunidad.

Los materiales biológicos (proteínas, lípidos, ácidos nucleicos, etc.)

se integran en la naturaleza en distintos niveles de organización cada

vez más complejos:

célula

individuo

especie

población

gremio

comunidad

El Individuo ú Organismo

Es la unidad biológica funcional más pequeña y sencilla. Está compuesta por un protoplasma

organizado generalmente en un núcleo, en donde se encuentra el material genético (ADN,

ARN), y una serie de orgánulos (mitocondrios, ribosomas, plastos, etc.) que constituyen la

maquinaria metabólica. Además tiene una membrana plasmática (de lípidos y proteínas),

reforzada en los vegetales por una pared celular.

Es la unidad funcional esencial de la ecología . Cada organismo tiene un genotipo distinto que

le confiere propiedades y características distintas que son muy importantes en definir el modo

en que el organismo responde al ambiente inanimado y/o interactúa con el ambiente vivo que

lo rodea. Ej: una lechuza, un conejo, etc.

La Célula

La Especie

Es un conjunto de individuos semejantes que transmiten este parecido de generación en

generación, que son capaces de reproducirse y de dar una descendencia fértil.

La Población

Conjunto de organismos de la misma especie que conviven

en tiempo y espacio. Pueden intercambiar natural y

espontáneamente sus características genéticas,

comparten un pasado evolutivo común y constituyen una

unidad evolutiva con un destino común. Ej: la población de

ratas de la ciudad de Madrid.

Los Gremios

. Son grupos de poblaciones que explotan la misma clase de recursos de una forma parecida,

constituyendo una agrupación funcional de poblaciones de especies distintas que interactúan

ecológicamente entre sí. Ejemplos: las aves carroñeras de PN Doñana.

Las Comunidades

Grupos de poblaciones de distintas especies que coexisten o cohabitan en tiempo y espacio.

Ejemplos: Mamíferos herbívoros presentes en el PN Cabañeros.

- Biota/comunidad biótica: agrupamiento de plantas, animales y microbios

que observamos al estudiar bosques, pastizales, charcas, arrecifes y áreas

inexploradas.

- Biocenosis: comunidad de seres vivos.

- Factores abióticos: elementos físicos y químicos inertes. Ej: el agua, la

humedad, la temperatura, la salinidad, la clase del suelo.

2.- NIVELES DE ORGANIZACIÓN.

- El ecosistema: sistema funcional

formado por una comunidad

integrada en su medio. Es la

comunidad biótica y las condiciones

abióticas en las que viven sus

elementos.

- El ecotono: es la región de transición de la superposición de ecosistemas.

- El bioma: agrupamiento de todos los ecosistemas de la misma clase. Ej: el

bioma de los bosques templados del sur incluye diversas comunidades

arbóreas dominadas por distintas especies de árboles.

- La biosfera: es el conjunto de los ecosistemas naturales desarrollados en el

seno de los mares o en la superficie de los continentes y en la atmósfera. Es el

conjunto de organismos del planeta. Un solo ecosistema gigantesco.

Ecotono Biosfera

NIVELES DE ORGANIZACIÓN

¿Qué es un ecosistema?

Cualquier comunidad biótica más o menos delimitada que vive en cierto

ambiente.

Es el conjunto formado por un sustrato físico (biotopo) y una parte viva

(biocenosis) y las relaciones existentes entre ellas.

Son ejemplos de ecosistema un lago, una zona litoral, una marisma, un área de

bosque mediterráneo, etc.

Puesto que ningún organismo

puede vivir fuera de su ambiente

o sin relacionarse con otras

especies, es la unidad funcional

de la vida sostenible en la tierra.

3.- ECOSISTEMAS.

BIOTOPO: o elemento abiótico, es el lugar donde realizan sus funciones los seres vivos que componen un ecosistema.

BIOCENOSIS: es el conjunto de seres vivos, animales y vegetales que encuentran dentro del biotopo las condiciones ambientales adecuadas para vivir.

1.- ABUNDANCIA:Número de individuos de una misma especie, por unidad de superficie o volumen. Sufre fluctuaciones a lo largo del espacio y del tiempo.

2.- FRECUENCIA: Porcentaje de individuos de una especie en relación al total de individuos.

3.- FIDELIDAD:Expresa la intensidad con que una especie se encuentra incluida en una biocenosis. Se diferencian:

- Especie característica: Característica de una asociación.- Especie preferente: Aparecen en varias biocenosis, pero prefieren alguna de ellas.- Especie invasora: las que se hayan accidentalmente en una asociación a la que no pertenecen.- Especie indiferente: Pueden existir indiferentemente en varias biocenosis.

4.- CARACTERÍSTICAS DE UNA BIOCENOSIS.

4.- DIVERSIDAD:Número de especies presentes en una biocenosis. Se calcula el índice de diversidad.

Índice de diversidad de Shannon: Hace referencia a la relación entre el número de individuos de una especie presente en un ecosistema determinado y el número de especies presentes.

Un índice de diversidad elevado: especies; individuos por especie.

Un índice de diversidad pequeño: especies; individuos por especie.

5.- ESTRUCTURA:Corresponde a la disposición de los individuos de las diversas especies tanto en sentido vertical como en sentido horizontal.

La distribución vertical equivale a la estratificación, consecuencia de la competencia interespecífica hacia la luz y el agua en los vegetales, o hacia el alimento en los animales:

En el caso del bosque se puede considerar:

- Estrato subterráneo, formado por el suelo, que a su vez se organiza en horizontes.

-Estrato criptogámico, formado por musgos y líquenes que crecen a ras del suelo.

- Estrato herbáceo, formado por hierbas que crecen hasta 1 m de altura.

- Estrato arbustivo, formado por plantas leñosas de hasta 5 m de altura.

- Estrato arbóreo, formado por árboles de más de 5 m y las plantas trepadoras epífitas que los usan de soporte.

Cada estrato posee una determinada fauna asociada que puede ser exclusiva o compartida.

6.- PERIODICIDAD:Migraciones o cambios fisiológicos que causan modificaciones en la biocenosis. La periodicidad diaria afecta a los animales, mientras que la temporal, afecta a los vegetales e indirectamente a los animales.

7.- DOMINANCIA:Expresa la influencia de una especie en el resto de la comunidad. Generalmente se utiliza un coeficiente mixto ABUNDANCIA-DOMINANCIA.

5.- SOCIOLOGÍA VEGETAL.El objetivo de la Sociología Vegetal es llegar a describir la asociación vegetal, que es una comunidad más o menos estable y en equilibrio con el medio, caracterizada por una composición florística determinada.En una asociación, se pueden determinar especies de dos tipos:

- Especies características: Que muestran un grado de fidelidad elevado a una comunidad determinada.

- Especies acompañantes: Que se encuentran en el conjunto de varias comunidades.

6.- SERIES ALTITUDINALES Y CLIMÁCICA.CLIMAX:

Es aquella comunidad que permanece estable con el medio en condiciones naturales y supone el máximo desarrollo del ecosistema.

Tipos de clímax:- Clímax climático: el que corresponde al clima general de un

territorio.- Clímax fisiográfico: es el que corresponde a una localización

determinada, con un clima modificado por la exposición, altitud, etc.- Clímax subordinado o subclimax: Etapa anterior a la clímax y

estabilizada por diversos factores.- Plagioclimax: Son comunidades con aspecto estable, que

sustituyen a la clímax.

SERIES DE VEGETACIÓN:Es el conjunto de agrupaciones vegetales que por evolución y sustitución desembocan en una misma comunidad clímax.

SERIES ALTITUDINAL:Es el conjunto de agrupaciones vegetales que se dan en una ladera de montaña, cuya mayor influencia está dirigida por el clima que impone el cambio de altitud.

7.- RELACIONES BIÓTICAS.

Las relaciones bióticas son las relaciones ambientales que se establecen entre los organismos de la biocenosis.

Se pueden clasificar en dos grupos: relaciones intraespecíficas y relaciones interespecíficas.

Las relaciones intraespecíficas son las relaciones bióticas que se establecen entre organismos de la misma especie.

Estas relaciones pueden tener una duración determinada (relaciones temporales) o durar prácticamente toda la vida (relaciones perennes).

Así mismo pueden ser favorables, si crean  una cooperación encaminada a la consecución del alimento, la defensa de la especie frente a los depredadores, frente al frío o al calor, etc.; o perjudiciales, si provocan la competencia por el alimento, el espacio, la luz, etc.

TIPOS DE RELACIONES INTRAESPECÍFICAS

RELACIONES INTRAESPECÍFICAS

Sociedad Jerarquización funcional

FamiliaApareamiento, procreación, manutención y protección de

la prole

Asociación Gregaria Ayuda mutua, defensa, alimentación, migración

Asociación ColonialGeneración común; en

ocasiones, división funcional y especialización

I) Asociaciones Familiares. Una asociación familiar es la que se establece entre los progenitores y la descendencia. Hay diversos tipos de asociaciones familiares: 

1. Parental: está formada por los progenitores y la prole, como ocurre en la paloma.

   2. Matriarcal: el macho abandona el cuidado de la prole y se lo deja

a la hembra: roedores, los escorpiones.  

3. Filial: los padres abandonan a la prole, como ocurre en la mayoría de los peces, los insectos, etc.

Las asociaciones familiares también pueden ser:

a) Monógamas: cuando la forma un macho y una hembra, como ocurre en el caso del ánsar común y el lobo.

 b) Polígama, cuando está formada por un macho y varias

hembras, como el gallo y las gallinas    c) Poliándricas: formadas por una hembra y varios machos, como sucede en ocasiones en determinadas especies, como el quebrantahuesos.

II) Asociaciones Coloniales. La colonia es la asociación formada por los individuos originados por reproducción asexual de un progenitor común.

Existen dos tipos: 1. Homomorfas: cuando los individuos integrantes de la colonia son iguales, ejemplo: las madréporas, el coral rojo común.

 2. Heteromorfas: cuando los individuos son distintos, por ejemplo la Physalia carabela o carabela portuguesa.

                                              

III) Asociaciones Gregarias. Las asociaciones gregarias están constituidas por conjuntos de individuos que viven en común durante un período de tiempo más o menos largo para ayudarse mutuamente en la defensa y la búsqueda del alimento (rebaños de elefantes, manadas de herbívoros, etc.), para trasladarse juntos (aves migratorias) o para reproducirse.

IV) Asociaciones Estatales. La sociedad está constituida por un grupo de individuos jerarquizados entre sí. Estos individuos suelen estar diferenciados anatómica y fisiológicamente. Ejemplos de estas asociaciones son las sociedades de abejas, hormigas y termes.

V) Territorialidad. La territorialidad es la inclinación que tiene cada individuo de la población a ocupar un espacio determinado y defenderlo de los demás individuos de su especie. Esta actitud facilita la obtención del alimento y permite disponer de una zona propia para el refugio y la reproducción. Ejemplos de animales territoriales son los rinocerontes, los leones, etc.

TIPOS DE RELACIONES INTERESPECÍFICAS

Las relaciones interespecíficas son las relaciones bióticas que se establecen en una comunidad entre individuos de diferentes especies. Tipos:

RELACIONES INTERESPECÍFICASRelaciones

Interespecíficas Especie A Especie B

Competencia (-) (-)

Depredación Depredador (+) Presa (-)

Parasitismo Parásito (+) Hospedador  (-)

Explotación (+) (-)

Comensalismo Comensal (+) Hospedador (0)

Inquilinismo Inquilino (+) Hospedador (-)

Tanacoresis (+) (0)

Foresia (+) (0)

Epibiosis Epibionte (+) Hospedador (-)

Mutualismo (+) (+)

Simbiosis (+) (+)

Antibiosis (0) (-)

Clave (+) Especie beneficiada. (-) Especie perjudicada. (0) Efecto neutro

a) Competencia interespecífica. Consiste en la demanda activa, por parte de individuos de distintas especies, pero del mismo nivel trófico, de un recurso común que puede ser limitante.La competencia ha sido un factor de selección natural.

Se pueden distinguir dos tipos de competencia:

* La competencia por interferencia tiene lugar cuando un individuo efectúa una actividad que, indirectamente, limita el acceso del competidor al recurso común. Por ejemplo, algunos pájaros compiten entre sí mediante el territorialismo, pues anidan en determinados agujeros e impiden que otros lo hagan.

  * La competencia por explotación sucede cuando varias especies tienen acceso al mismo tiempo a un mismo recurso. Por ejemplo, las poblaciones de Paramecium caudatum y Parameciun aurelia crecen más rápidamente cuando están aisladas que cuando están juntas, pues en este último caso compiten por el alimento.

Principios que rigen la competencia:

- Principio de dominancia agresiva: Las posibilidades de un número de especies de vivir juntas, depende del grado de agresividad de la especie dominante.

- Principio de prioridad: las especies pioneras o colonizadoras tienen ventaja sobre las que llegan posteriormente, siempre que las condiciones del medio no varíen.

- Principio de estabilidad: Si una comunidad está en equilibrio, es difícil que una especie llegue a excluir a las demás.

b) Depredación. La depredación es la actividad de captura y muerte que ejercen unos individuos (depredadores) sobre otros (presas). Los términos de depredador y presa son relativos, pues un mismo individuo puede ser a su vez depredador de unos organismos y presa de otros. Los depredadores presentan adaptaciones para la captura de las presas, y éstas muestran adaptaciones destinadas a la defensa o la huida.

En el proceso de la depredación se produce un flujo unidireccional de energía en el sentido presa-depredador. Los depredadores  controlan las poblaciones de presas, al mismo tiempo que éstas controlan las poblaciones de depredadores que se pueden alimentar de ellas, lo que constituye un sistema de feed-back.

c) Parasitismo. El parasitismo es la relación que se establece cuando un individuo, denominado parásito, vive a expensas de sustancias nutritivas de otro individuo, llamado hospedador, al que perjudica sin causarle la muerte a corto plazo.

Los parásitos que viven en el interior del cuerpo del hospedador, como la lombriz intestinal, se denominan endoparásitos, mientras que los que viven sobre el cuerpo del hospedador, como el piojo, se denominan ectoparásitos.

Los parásitos obligados son aquellos que llevan una vida parásita de modo permanente, mientras que los parásitos facultativos son los que, además de la vida parásita, pueden tener una vida libre.

d) Explotación. La explotación consiste en la interacción de varias especies durante su actividad biológica, que tiene como resultado el beneficio de unas especies a expensas de otras  que se ven perjudicadas.

Un ejemplo lo constituye el cuco común europeo (Cuculus canorus), que pone sus huevos en los nidos de otras aves para que éstas las incuben y, después de la eclosión, alimenten a sus polluelos.

e) Comensalismo. El comensalismo es la relación que se da cuando un organismo, llamado comensal, se nutre del alimento sobrante, secreciones, descamaciones, etc., de otro organismo, llamado hospedador, sin causarle ningún efecto perjudicial ni beneficioso.

Un ejemplo de comensalismo es el de las bacterias intestinales que contienen las heces del animal hospedador. El comensalismo es una especie de explotación unilateral o de parasitismo sin perjuicio para el hospedador.

f) Inquilinismo. Es la asociación entre una especie (inquilino) y otra que le da cobijo en su propio cuerpo. Un ejemplo de inquilinismo es la asociación entre una ardilla y el árbol que la cobija.

g) Tanatocresis. Consiste en el aprovechamiento que realiza una especie de restos, excrementos, esqueletos o cadáveres de otra especie con el fin de protegerse o de servirse de ellos como herramientas. ejemplos son el cangrejo ermitaño (Eupagurus bernhardus),que protege su blando abdomen introduciéndose en la concha vacía de un caracol.

h) Foresia. Relación que existe entre dos especies cuando una es transportada pasivamente por otra. Por ejemplo, la asociación entre el pez rémora y el tiburones.

i) Epibiosis. La epibiosis es la relación que se da entre dos organismos cuando uno vive sobre el otro. Por ejemplo, las plantas epífitas, que tienen como sustrato otras plantas.

 j) Mutualismo. El mutualismo es la asociación constituida por dos o más individuos de distinta especie, llamados consortes, para beneficiarse mutuamente, pero pueden vivir por separado. Por ejemplo picabueyes.

l) Antibiosis. La antibiosis consiste en la imposibilidad de vivir unos organismos en las inmediaciones de otros, debido a que éstos segregan una sustancia, llamada antibiótico, que provoca la muerte de aquellos. Por ejemplo, el hongo Penicillium segrega una sustancia que impide la vida en su entorno de otros microorganismos.

k) Simbiosis. Consiste en la asociación de dos o más individuos de distinta especie que viven en íntima relación y se benefician mutuamente, sin que puedan vivir por separados. Un ejemplo de simbiosis es el liquen, unión de un alga y un hongo.

8.- CONCEPTOS EN ECOLOGÍA.POBLACIÓN, METAPOBLACIÓN Y COMUNIDAD

- Se denomina población, al conjunto de individuos de la misma especie que coinciden en el tiempo y en el espacio.

- Comunidad es el conjunto de poblaciones que coinciden en el espacio y en el tiempo.

- Metapoblación: Población dividida y discontinua en la que la dinámica de poblaciones opera en dos niveles, dentro de las subáreas y entre subáreas.

CONDICIÓN

Factor ambiental abiótico, que varía en el espacio y en el tiempo: Temperatura, luz, pH, humedad, etc.

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 fisiológicas y su conducta.

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.

Según Hutchinson, nicho ecológico es el hipervolumen de n dimensiones (condiciones), en el que una especie puede mantener una población viable.

NICHO ECOLÓGICO

Existen dos tipos de nichos ecológicos:

- Nicho fundamental: describe las potencialidades generales de una especie para mantener una población viable en ausencia de enemigos.

- Nicho efectivo: describe un espectro limitado de condiciones y recursos que permiten a una especie el mantenimiento de una población viable aún en presencia de competidores y depredadores.

HÁBITAT

El hábitat de un organismo es el lugar donde vive, su área física, alguna parte específica de la superficie de la tierra, aire, suelo y agua.

RECURSO Y TIPOS DE RECURSOS

Todo lo que un organismo consume, se denomina recurso .- Las materias que componen los cuerpos.- La energía involucrada en sus actividades.- Lugares o espacio que ocupan.

TIPOS DE RECURSOS:

- Recursos esenciales: Dos recursos son esenciales cuando uno es incapaz de sustituir al otro.

- Recursos sustituibles: Dos recursos son sustituibles cuando cualquiera de ellos puede sustituir totalmente al otro. Esto no significa que ambos sean igualmente buenos.

- Recursos complementarios: Son aquellos que una especie necesita menos de ambos recursos cuando se consumen conjuntamente que cuando se consumen por separado.

El espacio como recurso: Puede llegar a ser un limitante, aunque exista alimento en abundancia: espacio para anidar, escondite, etc.

CICLO VITAL DE LOS INDIVIDUOS

Desde el punto de vista de la reiteración o no de eventos reproductivos:

- Semelparidad: Cuando los individuos mueren tras reproducirse.

- Iteroparidad: Se reproducen varias veces a lo largo de la vida, al no morir tras la reproducción.

DISPERSIÓN, MIGRACIÓN Y DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE LOS INDIVIDUOS

Dispersión: Es el proceso por el cual nuevas manchas de hábitat favorables son colonizadas.

Migración: Movimiento direccional en masa de grandes números de individuos de una localidad a otra.

Patrones de distribución

- Distribución aleatoria: Debida a procesos aleatorios, se distribuyen al azar.

-Distribución por agregados o contagiosa: Se produce cuando los individuos son atraídos por otros o por preferencias similares en los diferentes hábitats.

- Distribución uniforme: Ocurre en individuos que se evitan unos a otros o que mueren por exceso de proximidad.

ESTRATEGIAS DE SUPERVIVENCIA

Se pueden distinguir dos tipos de estrategias de crecimiento:

· Poblaciones estables o en equilibrio

Son aquellas que se encuentran en equilibrio con el medio y su efectivo (N) se acerca a la capacidad de carga (K). Por esta razón, se denomina estrategias de la “K” . Estas poblaciones tienen curvas de crecimiento con forma de “S”. En general, corresponden a organismos grandes que presentan una tasa de crecimiento (r) pequeña. Muchos vertebrados (elefantes, ciervos, delfines, ballenas…) y los árboles son estrategias de la “K”.

· Poblaciones oportunistas.

Se caracterizan porque el efectivo de la población tiene importantes fluctuaciones en el tiempo. Generalmente, se trata de poblaciones de especies de tamaño pequeño que presentan una tasa de crecimiento (r) alta, por lo que se llama estrategas de la “r” . Las curvas de crecimiento de las poblaciones oportunistas tienes forma de “J”, pues crecen con mucha rapidez. Son oportunistas los organismos planctónicos, las gramíneas y otras muchas plantas herbáceas, la mayoría de los peces, los insectos, los roedores…

ESTRUCTURA Y ESTABILIDAD DE UNA COMUNIDAD: RESILENCIA Y RESISTENCIA

La estabilidad de una comunidad mide la sensibilidad a las perturbaciones. Las comunidades estables, son las que más persisten.

RESILENCIA: es la rapidez con la que una comunidad perturbada vuelve a su estado anterior de estabilidad.

RESISTENCIA: es la capacidad que muestra una comunidad para no ser desplazada de su estabilidad.

ECOSISTEMAS: PRODUCTIVIDAD PRIMARIA Y SECUNDARIA. PRODUCTIVIDAD BRUTA Y NETA.

La producción primaria es la tasa de producción de biomasa por parte de las plantas por unidad de superficie. (kJ m2/día).

La productividad secundaria es la tasa de producción de nueva biomasa por parte de los organismos heterótrofos.

La productividad primaria bruta (PPB) es la energía total asimilada por la fotosíntesis.

La productividad primaria neta (PPN) es la cantidad de energía acumulada en las plantas y que se encuentra disponible para los consumidores.

La diferencia entre PPB y PPN es la cantidad de energía que utilizan las plantas para desarrollarse (respiración, mantenimiento y biosíntesis).

EFICIENCIA DE CONSUMO: es el porcentaje de energía disponible en un nivel trófico que es consumida por un nivel trófico superior.

EFICIENCIA DE ASIMILACIÓN: es el porcentaje de energía consumida que se asimila, y queda disponible para el desarrollo y el mantenimiento del organismo que la ingiere.

EFICIENCIA DE PRODUCCIÓN: es la proporción de energía asimilada que es gastada en crecimiento, almacenamiento y reproducción.

EFICIENCIA TOTAL: EC x EA x EP

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Iván Poblador CabañeroBiólogo