Download organización y diversidad de la biosfera

ORGANIZACIÓN Y DIVERSIDAD
DE LA BIOSFERA
AUTORREGUACIÓN DEL ECOSISTEMA
Tres eslabones:
productores,
herbívoros y
carnívoros
Imagina un
ecosistema
cerrado:
el acuario
Bacterias
descomponedoras
reciclan los nutrientes
Los bucles de realimentación negativa
estabilizan el sistema
El ecosistema es
El papel de los herbívoros
capaz de
Si sólo existieran algas
autorregularse y
permanecer en
Evitan el crecimiento
equilibrio
exponencial del alga
dinámico a lo
Rejuvenecen
la
población
Crecimiento exponencial
largo del tiempo
de algas al incrementar
de la población
escasez de nutrientes
factores limitantes
extinción
su tasa de renovación
enriquecen el medio
en nutrientes,
a través del bucle de
descomponedores
Si introducimos un pez
rompemos el equilibrio,
habría que añadir comida
y oxígeno
Autorregulación de la población
Población es el conjunto de individuos de la misma
especie de un ecosistema
El estado estacionario es un equilibrio
dinámico que se manifiesta por
fluctuaciones en el nº de individuos en
torno al límite de carga
Cuando el potencial biótico ( r= TN – TM)
es máximo, el crecimiento es exponencial
Con el tiempo el crecimiento se ve limitado por la
resistencia ambiental que refuerza el bucle de
realimentación negativa de las defunciones, dando
lugar a curvas logísticas
La RESISTENCIA AMBIENTAL viene marcada por un conjunto de factores
que impiden que una población alcance su máximo potencial biótico
Factores externos:
Bióticos:
depredadores, parásitos, enfermedades,
competidores
Abióticos: escasez, clima, catástrofes, hábitats, …
Factores internos:
El aumento de la densidad de
población afecta negativamente a los
hábitos de reproducción
La resistencia ambiental y
el potencial biótico
TM
-
+
r
+
TN
+
POBLACIÓN
+
RA
-
En cuanto a los valores
del potencial biótico,
hay dos estrategias de reproducción
Estrategas de la r:
 Potencial biótico muy elevado  alta TN
 Las crías son muchas pero no se cuidan
 Elevada TM  pocas crías sobreviven
 Insectos, peces, conejos, herbáceas ….
Estrategas de la k:
 Poseen menor TN
Tienen menos crías que reciben cuidados
 Muchas crías alcanzan la vida adulta
Menor TM
 mamíferos, aves, encinas, ….
Especies amenazadas y en peligro de
extinción
Un incremento drástico
de la RESISTENCIA AMBIENTAL
Amenaza para la supervivencia de una especie
Especie amenazada es aquella
cuyo nº de individuos se reduce drásticamente
hasta llegar a una cifra crítica que las pone en peligro de extinción
La valencia
ecológica
VALENCIA ECOLÓGICA es
el intervalo de tolerancia de
una especie respecto de un
factor del medio que actúa
como factor limitante
Cada especie se desarrolla
dentro de unos
determinados valores para
cada uno de los factores
del medio: es la valencia
ecológica o límites de
tolerancia
FACTORES:
Temperatura,
humedad,
nutrientes, pH,
…
La amplitud de la valencia ecológica
El crecimiento de una especie está supeditado a los límites de tolerancia.
Clasificación según la amplitud de la valencia ecológica:
EURIOICAS
Poseen valencias ecológicas
de gran amplitud
para un determinado factor
El nº máximo de individuos
no suele ser muy elevado
Son generalistas  tolerantes
con las variaciones del medio
Suelen ser estrategas de la r
ESTENOICAS
Presentan límites de tolerancia
estrechos para un determinado factor
Son muy exigentes con los valores de
un determinado factor
En condiciones óptimas, el nº de
individuos llega a ser muy elevado
Suelen ser k estrategas
Muy especialistas  responden de un
modo muy eficaz ante las condiciones
que le son propicias
Autorregulación de la comunidad
Las poblaciones se relacionan unas con otras constituyendo la biocenosis
Permitir la existencia
de unas en detrimento
de otras contribuye
a la estabilidad
del conjunto
Las interacciones
actúan como
factores limitantes
bióticos
Las poblaciones
que coexisten en
un ecosistema
interaccionan entre sí
Esto determina
la evolución
simultánea de
todas ellas
MODELO DEPREDADOR PRESA
Relaciones bióticas interespecíficas
+
PRESA
-
DEPREDADOR
El bucle de realimentación negativo es estabilizador
La compañía peletera canadiense Hudson’s Bay Company
durante décadas registraron las poblaciones de lince y liebre de las nieves
Crece la presa
Se inicia el
descenso de
la población
de presas
Crece el depredador
La población de
presas se
recupera al
disminuir los
depredadores
Las fluctuaciones se
observan con una
diferencia temporal
No hay
suficientes
presas,
disminuyen
depredadores
Lockta y Volterra
Diagrama causal del modelo D/P
Empezamos considerando que las poblaciones de presas y
depredadores crecen sin factores limitantes con sus respectivas TN y TM
Nacimientos
+
+
Nacimientos
+
+
+
Presa
-
-
+
+
Defunciones
Encuentros
+
+
+
+
Depredador
-
+
Los encuentros controlan las
poblaciones de depredador
(TN) y presa (TM)
-
-
+
Defunciones
Modelo D/P: el espacio de fases
Eliminamos en la representación gráfica la variable tiempo
Disminuyen
las
poblaciones de
presas y
depredadores
El nº de presas
disminuye
mientras el de
depredadores
aumenta
El nº de presas
aumenta a la vez
que disminuye el
nº depredadores
CICLO LÍMITE
El nº de
depredadores
aumenta y el
de presas
también
Lo normal es que un depredador se alimente de varias presas
Asegura su supervivencia
Evita la sobreexplotación de alguna de las presas
Relación de PARASITISMO P/H
+
Nacimientos
+
+
+
Hospedante
-
-
Nacimientos
+
Defunciones
+
+
+
Encuentros
+
La TN del parásito
depende de la variable
encuentros
La coevolución lleva a que
al parásito no le interesa
acabar con la vida del
hospedador
Parásito
-
-
+
Defunciones
Hay endoparásitos y hay ectoparásitos
Relaciones bióticas: COMPETENCIA
Puede ser intra o interespecífica
Competencia intraespecífica
Contribuye a la organización
de los ecosistemas
Sobreviven los mejor dotados
Mecanismo de selección natural
Competencia interespecífica
Las especies mejor adaptadas
expulsan a las demás
PRINCIPIO DE EXCLUSIÓN COMPETITIVA
GAUSE, 1932:
Debido a la competencia establecida entre dos especies, cuando
conviven juntas, sobrevive la más adaptada
-
DEPREDADOR 1
+
-
DEPREDADOR 2
+
+
+
-
+
+
Defunciones
Defunciones
+
COMPETENCIA: diagrama causal
+
Nacimientos 1
Nacimientos 2
+
+
+
Encuentros 1
+
Encuentros 2
Defunciones
-
-
-
+
Sumo 2 bucles negativos
PRESA
+
+
+
+
Nacimientos
Bucle + que provoca
la desaparición del
depredador peor adaptado
Nicho ecológico
El hábitat de
una especie es
su casa, el nicho
ecológico es su
profesión
Hábitat= lugar donde vive una especie
Es el conjunto de circunstancias,
relaciones con el ambiente,
conexiones tróficas y funciones
ecológicas que definen el papel
Que desempeña una especie
en un ecosistema
Tipo de vivienda
Lugar de anidación
Época de celo
Formas de alimentación
Tipos de nichos
NICHO POTENCIAL
Ideal o fisiológico
NICHO ECOLÓGICO
Real
Es el que satisface todas
las necesidades de una especie
El ocupado por una especie
en condiciones naturales
 Es prácticamente imposible de
alcanzar en los ambientes naturales
 Se puede conseguir en
condiciones de laboratorio
 En animales criados en cautividad,
el peso y la talla suelen ser
superiores
 La competencia en la naturaleza
 el solapamiento de nichos 
pérdida de parte de su nicho por
las especies
 La especie que gana es la más
especialista
 Si falta una especie la otra
puede recuperar su nicho potencial
BIODIVERSIDAD
Variedad de especies de un ecosistema
Abundancia relativa de
individuos de cada especie
La diversidad biológica da estabilidad al ecosistema, debido al alto
nº de relaciones causales que se dan entre las especies.
Las especies raras son importantes, ante la variación de
condiciones ambientales podrían ampliar su nicho ante la extinción
de especies dominantes  aumento de la estabilidad del ecosistema
Cumbre de la Tierra, 1992
Concepto de BIODIVERSIDAD
La variedad de especies y
la cantidad de individuos de cada especie
Diversidad de ecosistemas acuáticos y terrestres
Diversidad genética:
los genes nos permiten evolucionar y
adaptarnos a las condiciones ambientales cambiantes
Extinción de especies
Cambios en las condiciones medioambientales
Extinción de especies
Sobre todo k estrategas
5 extinciones masivas
Finales del Odovícico: trilobites y otros
Índice de
extinción
Finales del Devónico: trilobites y otros
Finales del Paleozoico: casi todas las especies
Una especie
cada 500 –
1000 años
Finales del Triásico: reptiles
Finales del Cretácico: dinosaurios
¿Qué nos aporta la biodiversidad?
1/3 de remedios contra el cáncer y otras enfermedades
proceden de hongos y plantas silvestres:
Morfina y codeína  alivian el dolor
Quinina  combate la malaria
Vinblastina  tratamiento de la leucemia
También los animales:
Caracol cónico de los arrecifes de coral
Afecciones cardíacas y cerebrales
Tratamiento contra el dolor
Tratamiento contra algunos tipos de cáncer de pulmón
Proteger la biodiversidad es proteger
los valiosos recursos farmacéuticos,
algunos por descubrir
La Humanidad ha multiplicado la tasa
de extinción de especies
ÍNDICE DEL PLANETA VIVIENTE
Establecido por PNUMA
Indicador de presión
Y WWF: mide el grado
sobre el medio ambiente
de pérdida de
biodiversidad ( 1970-1999)
Ecosistemas forestales:
• Tasa del 12 %
• Principalmente aves
• Sobre todo bosques
tropicales
En aguas dulces:
• tasa del 50 %
La tasa de extinción:
1/3 de especies
registradas
En océanos:
• tasa del 35 % entre los
animales marinos
registrados
Causas de la pérdida de biodiversidad
La
sobreexplotación
de los recursos
Alteración y
destrucción
de hábitats
 Cambios en usos
 Deforestación




sobrepastoreo
Caza y pesca
Coleccionismo
Comercio ilegal
de especies
protegidas
del suelo
 Extracciones
masivas de agua
 Fragmentación por
obras públicas
 Contaminación de
aguas y aire
 Cambio climático
 Incendios
forestales
Introducción y
sustitución
de especies
 Introducción de
especies foráneas
 sustitución de
especies
naturales
por otras
obtenidas de
forma artificial
 Semillas
 Animales
domésticos
Medidas para evitar la pérdida de
Biodiversidad
Convenio sobre la Diversidad Biológica
Cumbre de la Tierra, Conferencia de Río de Janeiro, 1992
•
Necesidad de conservar los genes silvestres
• Sin ellos muchos cultivos podrían desaparecer
•Cada cierto tiempo las semillas seleccionadas artificialmente deben cruzarse o ser tratadas
con biotecnología para evitar su decaimiento
• Muchas especies no se han descubierto y sus propiedades tampoco
Espacios protegidos
Banco de genes y semillas de especies amenazadas
Estudios sobre el estado de
los ecosistemas:
• Indicadores PER
• Huella ecológica
•Índice del Planeta Viviente
Fomento del ecoturismo
Decretar y respetar las leyes
• Listados de especies amenazadas
• Listado de especies en
peligro de extinción
Sucesión ecológica y madurez
ecológica
Sucesión
•
•
•
•
Proceso dinámico
Interacciones entre factores bióticos y abióticos
Se produce a lo largo del tiempo
Da lugar a formación de ecosistemas
complejos y estables
• Estado del ecosistema en un momento de la sucesión
• Comienza con estadios iniciales poco maduros
•Comunidad sencilla poco exigente colonizadora
• Llegada a estadios más avanzados y maduros
• Biocenosis más organizada, mayor biodiversidad
Clímax
Madurez
• Grado máximo de madurez y equilibrio con el medio
• Último nivel de complejidad de la comunidad
• A él tienden todos los ecosistemas en la sucesión
• Proceso inverso a la sucesión: causas naturales o antrópicas
• Vuelta atrás, rejuvenecimiento o involución del ecosistema
Regresión
Tipos de sucesiones
Sucesiones
primarias
Se parte de un terreno virgen:
rocas, dunas, islas volcánicas
Roca bacterias hongos 
líquenes  musgos 
Suelo  herbáceas anuales
 herbáceas perennes,
 arbustos  árboles
Sucesiones
secundarias
En lugares en los que
previamente ha habido
una perturbación o regresión
Conservan parcial o
totalmente el suelo
Más cortas que las primarias
El nº de nichos aumenta
Especies r sustituidas por las k
Al final una especie por cada nicho y mayor nº de nichos
Evolución de
parámetros tróficos
La productividad disminuye
Máxima biomasa
Mínima tasa renovación
La diversidad aumenta
Comunidad clímax
Reglas generales
de las sucesiones
Cambio de unas especies por otras
1. Especies pioneras oportunistas
colonizadoras
2. Especies r estrategas
3. Especies k estrategas
La estabilidad aumenta
Relaciones múltiples y fuertes
en la biocenosis
La selva tropical:
Máximo exponente de una
comunidad clímax
Algunas regresiones provocadas por la humanidad
El ser humano sobreestima la capacidad de autorregulación
de los ecosistemas
DEFORESTACIÓN
INCENDIOS
FORESTALES
INTRODUCCIÓN DE
NUEVAS ESPECIES
• Incendios naturales:
• El daño depende de la
intensidad y estado
del suelo
• Agricultura mecanizada
que no deja setos
ni abandona tierras
• El bosque tropical
no tiene materia
orgánica en el suelo
• empobrecimiento
total del suelo
• lateritas rojizas
• No se puede
recuperar en
muchos casos
• rejuvenecen
el bosque
• mueren
ejemplares viejos
• Se evitan
incendios mayores
• Se usa para
favorecer el pastoreo
• Favorece las
especies pirófitas
•Empobrecen el suelo
en humus
• Favorecen la erosión
del suelo
• Bosque mediterráneo
• rico en especies
pirófitas
• peligro en
•encinares y robledales
• Ejemplos:
• Conejos
y otras especies
en Australia
• En España:
• visón
americano
• mejillón
cebra
• perca
• lucio
• cangrejo
americano