DEFINICIÓN DE ECOLOGÍA:
La ecología estudia las interacciones de los seres vivos entre sí y su medio ambiente. (del griego "oikos" -casa- y "logos" -tratado-). Estudia como funciona la "casa" de los seres vivos.
ORGANIZACIÓN DE LA BIOSFERA:
La Biosfera es el conjunto de todos los biomas del planeta. Es la zona de la tierra donde se desarrolla la vida. Comprende la parte inferior de la atmósfera (troposfera), la hidrosfera (aguas sólidas, líquidas y gaseosas) y la litosfera o suelo.
La Biosfera se divide en áreas según las condiciones ambientales, condicionadas fundamentalmente por el clima. Así la Biosfera se organiza en Biomas: áreas climáticas de características particulares donde viven comunidades de seres vivos particulares.
ECOSISTEMAS:
Un ecosistema es la unidad ecológica formada por el biotopo y la biocenosis que en él habita, por la que fluye la energía y circula la materia.
Los componentes bióticos de un ecosistema son los seres vivos que lo integran. Los miembros de cada comunidad desempeñan cada uno su papel dentro del ecosistema. Todos necesitan nutrirse de una forma u otra y así se organizan en niveles tróficos: productores (realizan la fotosíntesis), consumidores primarios (comen a los productores), consumidores secundarios (comen a los primarios), consumidores terciarios (comen a los carnívoros), descomponedores (se alimentan de restos de seres vivos) y transformadores (transforman la materia orgánica en sales minerales).
Los factores abióticos que conforman un ambiente se clasifican en: geográficos o topográficos (latitud, orientación, pendiente, latitud...); climáticos (temperatura, humedad, viento, presión Los factores abióticos son las características físico-químicas de un lugar, de un ecosistema: la luz, el suelo, el agua, la temperatura, el relieve El conjunto de todos los seres vivos que habitan en un lugar y se encuentran sometidos a las influencias del medio conforman un ecosistema. Así, el ecosistema está formado por el lugar y las condiciones del lugar (biotopo) y los seres que viven allí (poblaciones). Todas las poblaciones forman la biocenosis.
EL BIOTOPO Y EL HÁBITAT:
El biotopo es la zona o soporte donde se asienta la comunidad de seres vivos. Lo forma el medio que rodea al ser vivo y el sustrato por el que se desplaza o en el que se apoyan sus estructuras y los factores físico-químicos que les afectan. Limitar el biotopo no es tarea fácil en muchas ocasiones.
Cuando estudiamos a la población dentro de su biotopo o de su espacio vital a éste le llamamos Hábitat (una especie puede ocupar más de un biotopo p.e. la ardilla común habita todos los bosques euroasiáticos del planeta).
En nuestro planeta existen muchos ecosistemas distintos pero para que sea más fácil estudiarlos los condensamos en dos grandes grupos:
• Ecosistemas terrestres: bosques, praderas, desiertos, estepas, valles, alta montaña, laderas, etc...
• Ecosistemas acuáticos: marinos, de agua dulce: ríos, charcas, lagunas, lagos, etc...
Idea inicial: Un ecosistema es la suma de los factores abióticos de un lugar (biotopo) y los factores bióticos: las poblaciones de seres vivos que viven en él (biocenosis).atmosférica...); edáficos (composición y estructura del suelo) y químicos (componentes del aire, del agua y del suelo).
BIOCENOSIS O COMUNIDADES:
Las biocenosis son el conjunto de poblaciones de seres vivos que viven en un mismo espacio natural. Entre éstas se establecen relaciones y poseen su propia dinámica. Su estructura se define por el número de individuos (abundancia), el número de especies (diversidad) y por las que ejercen mayor control sobre las demás (dominancia). La biocenosis suele tomar el nombre de la especie dominante.
En las Biocenosis los individuos se distribuyen por capas o estratos horizontales o verticales.
LAS POBLACIONES:
La población es un conjunto de individuos de la misma especie que viven en una zona concreta y coinciden en el tiempo. Se reproducen entre ellos. Es un nivel de organización superior al de individuo.
Entre los individuos de una población se establecen relaciones intraespecíficas para facilitar la reproducción, protección, búsqueda de alimento, división de trabajo, emigración...
En la estructura de una población se debe tener en cuenta el número de individuos de ésta (abundancia), el número de individuos por unidad de superficie o volumen (densidad) y el reparto de éstos en el espacio (distribución): al azar, agregados o enjambres.
Las poblaciones cambian con el paso del tiempo. Su dinámica está condicionada por factores que conducen a su formación, supervivencia o desaparición. Se debe tener en cuenta la tasa de natalidad, de mortalidad, la distribución de las edades de la población y las fluctuaciones.
Por esta razón tiene mucha importancia la densidad poblacional, la que se define como:
DENSIDAD POBLACIONAL = Número de organismos/Superficie
Si la densidad aumenta como consecuencia de un proceso de crecimiento poblacional, se produce una fuerte competencia entre los organismos de una población, llamada competencia intraespecífica.
La competencia intraespecífica tiene dos tipos de efectos sobre los organismos:
1. A corto plazo: se produce una disminución de la tasa de natalidad, de la capacidad de supervivencia, de la tasa de crecimiento poblacional, aumento de la tasa de emigración, y otros.
A largo plazo o evolutivo: selecciona de preferencia aquellos organismos que mejor se adaptan al medio ambiente, por lo que aumenta su capacidad reproductiva.
LA ENERGÍA, LA MATERIA Y LA VIDA:
1.1.- Materia y energía.
La vida se origina en un mundo en el que ya existen la materia y la energía. En la tierra existen corteza, agua y atmósfera, cada uno con una determinada composición química. La vida se extiende y se hace diversa en una materia orgánica. Las moléculas orgánicas sencillas, formadas fundamentalmente por Carbono, Hidrógeno y oxígeno, se unen mediante enlaces en moléculas más o menos complejas que junto al Nitrógeno, Fósforo y Azufre originan un gran número de moléculas diversas.
En el mundo inorgánico una roca tiene una estructura que no depende de recibir o no energía. Un ser vivo sólo puede serlo si se le aporta un flujo de energía, el alimento, del que no puede prescindir. Necesitan un soporte energético para mantener sus estructuras.
1.2 Ciclos de la materia.
La materia en un organismo sigue una circulación abierta. En un ecosistema el ciclo de la materia es cerrado.
1.3 Fuentes de Energía
La energía se presenta de diferentes formas en la vida: en forma de calor (energía calorífica), de movimiento (energía cinética), de radiación (energía luminosa), en la capacidad para desarrollar un trabajo (energía potencial) o en la fuerza de unión de sus átomos (energía química).
La 1ª ley de la termodinámica establece que: “la energía no se crea ni se destruye sólo se transforma”. Las plantas la convierten en glúcidos y los consumidores en calor, ATP y mecánica.
La 2ª ley de la termodinámica establece que: “la energía disponible para realizar un trabajo se convierte en energía calórica, en cada transformación que experimenta escapa al medio ambiente y se pierde para el sistema viviente”.
En consecuencia, la transferencia de energía se realiza en una secuencia ordenada, unidireccional y no cíclica.
1.4 Metabolismo
Cuando la materia se degrada para liberar la energía de sus enlaces se producen reacciones de catabolismo. Cuando moléculas pequeñas se unen para formar otras más grandes, almacenando energía, éstas son reacciones anabólicas. El conjunto de unas y otras forman el metabolismo.
2.- DINÁMICA DE POBLACIONES:
2.1.- Tasa de crecimiento de una población:
Cada población es un sistema en sí mismo, afectado por su propia dinámica y sus relaciones particulares. Debemos tener en cuenta en su estudio el tamaño de la población y su tasa de crecimiento. La tasa de crecimiento es la diferencia entre los nacimientos y las muertes de los individuos de esa población en cierto tiempo. Sin limitaciones, esta tasa de crecimiento tiende a crecer de forma progresiva.
2.2.- Curvas de crecimiento:
Existen dos estrategias de crecimiento en las poblaciones:
A: Las que están en medios equilibrados, controlados por el medio, con características constantes y con una explotación uniforme. Estrategia de crecimiento gráfico en forma de "S".
B: Las que están en ecosistemas variables que se crean y se destruyen con facilidad y se tienen que adaptar a un rápido y exhaustivo aprovechamiento del medio. Su crecimiento tiene mayor capacidad de multiplicación y su curva de crecimiento gráfico es en forma de "J".
Gráfica S:
Gráfica J:
2.4.- Factores que afectan a la población:
Existen factores abióticos que limitan el crecimiento de las poblaciones, pero las interacciones entre los organismos del ecosistema son también factores bióticos que regulan y condicionan su crecimiento. Estas relaciones pueden ser neutras, positivas o negativas:
Seis son los tipos más importantes de relaciones que se pueden establecer en una comunidad biótica:
1. Predación: es la conducta que presentan algunos seres que capturan un ser vivo para alimentarse parcial o totalmente de él. Ejemplo el león de los ciervos.
2. Parasitismo: es la relación donde una especie de parásito se beneficia de un huésped que es perjudicado. Es un factor importante de control en poblaciones naturales.
3. Competencia: es un esfuerzo permanente que realiza un ser para lograr alimento, espacio, posibilidad de reproducirse,...
4. Necrofagia: animales que se alimentan de restos de cadáveres. Ej. Hormiga, jaiba, buitre…
5. Comensalismo: una especie se beneficia y la otra especie no es perjudicada. Ej. Rémora y tiburón.
6. Mutualismo: ambas especies interactúan beneficiándose mutuamente. Ej. Cangrejo y erizo.
7. Simbiosis: dos especies se benefician mutuamente, pero si son separadas mueren. Existe una interdependencia absoluta. Ej. Liquen (hongo-alga)
3.- DINÁMICA DE UN ECOSISTEMA:
3.1.- Niveles tróficos:
Atendiendo al modo de obtención del alimento, los organismos de un ecosistema se agrupan en distintos niveles tróficos: productores (autótrofos), consumidores de diverso orden (herbívoros, carnívoros, carroñeros), descomponedores y transformadores (descomponen la materia orgánica convirtiéndola en inorgánica, cerrando el ciclo de la materia).
3.2.- Cadenas tróficas:
Los organismos de un ecosistema dependen unos de otros para la obtención de la materia y la energía, necesaria para la vida. Esta interdependencia se representa por cadenas tróficas que son relaciones lineales entre organismos implicados en la función de comer o ser comido.
Los vegetales son el alimento de los animales herbívoros, y éstos a su vez son consumidos por los carnívoros. Unos seres vivos se comen a otros y a eso se le llama cadena trófica o cadena alimentaria. Cada ser vivo ocupa su lugar en la cadena, su nivel trófico.
El primer nivel es el productor, los seres fotosintéticos. El segundo nivel son los consumidores primarios, los herbívoros. El tercer nivel son los consumidores secundarios, los carnívoros. Y éstos a su vez podrían ser consumidos por un nivel cuaternario, los consumidores terciarios. Además existe otro nivel, el de los descomponedores, que se encargan de devolver al suelo la materia que fue adquirida por los vegetales para la fotosíntesis.
En las cadenas tróficas marinas u oceánicas existen productores: el fitoplancton y las algas microscópicas; consumidores primarios: el zooplancton o plancton animal; consumidores secundarios: Los peces de pequeño tamaño, crustáceos, moluscos, etc; consumidores terciarios: peces de mayor tamaño y descomponedores: bacterias que descomponen los restos de seres vivos.
3.3.- Redes tróficas:
En la cadena trófica los individuos están ordenados linealmente y en ellas cada individuo se come al que le precede. Sin embargo, las relaciones tróficas en un ecosistema no son tan sencillas. Por lo general, un animal herbívoro se alimenta de más de una especie y además es fuente de alimentación de más de un consumidor secundario. Se forma así la red trófica que es el conjunto de cadenas tróficas interconectadas que pueden establecerse en un ecosistema.
3.4.- El flujo de materia y energía en un ecosistema:
La materia orgánica producida en la fotosíntesis es utilizada por las plantas para crecer. Otro porcentaje es empleado para respirar, liberar energía y realizar las funciones vitales propias del vegetal.
Los herbívoros usan parte de esa materia vegetal consumida para crecer y respirar. Esto mismo se repite en todos los niveles tróficos y en la muerte de los individuos pasa a ser descompuesta y convertida en materia inorgánica usada por los productores. Así podemos decir que el flujo de materia es cíclico. Sin embargo la energía se va perdiendo de nivel en nivel en calor que se desprende al medio sin recuperarlo. El flujo energético es unidireccional: la energía solar es transformada por las plantas en energía química y devuelta al medio en forma de energía calorífica.
3.5.- Pirámides de energía:
3.6.a- Cambios en los ecosistemas en el tiempo:
Los ecosistemas también varían a lo largo del tiempo. Muchos de los cambios observables son la respuesta del ecosistema a cambios rítmicos de origen astronómico. Estos cambios se producen con una periodicidad precisa. Otros cambios no son rítmicos, son los llamados fluctuaciones. Por último es posible observar, con una mayor escala de tiempo, cambios profundos en los ecosistemas en los que unas biocenosis son sustituidas por otras: son las sucesiones.
3.6.b.- Sucesión ecológica: etapa clímax:
Como las poblaciones, las comunidades evolucionan con el paso del tiempo. Ante los cambios del medio, la comunidad responde modificando su composición y biodiversidad.
Si se pudiera observar un bosque cualquiera de la Península Ibérica a lo largo del tiempo, apreciaríamos la aparición y sustitución más o menos ordenada de unas especies por otras: esto es una sucesión ecológica. Se instalan distintas especies según van apareciendo las condiciones y los recursos apropiados
Si la sucesión va desde la fase 1 hasta la 4 en un suelo sin colonización previa, se denomina sucesión primaria. Si se trata de una colonización sobre un suelo donde previamente se ha destruido un ecosistema se trata de una sucesión secundaria.
4.- EL CICLO DE LA MATERIA:
La materia que forma los seres vivos está formada por: materia inorgánica o mineral, donde encontramos al agua y las sales minerales y la materia orgánica que forma los seres vivos y entre los que se encuentran los azúcares, las grasas y las proteínas.
Los productores transforman la materia inorgánica en orgánica por la fotosíntesis que pasarán de unos consumidores a otros en las cadenas tróficas. Cuando éstos y los productores mueren o eliminan de su cuerpo los productos de desecho estas sustancias devuelven al suelo la materia mineral con la participación de los descomponedores. De esta forma existe un ciclo de la materia en la naturaleza que permite el mantenimiento del equilibrio natural.
