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PROF. FERNANDO ARTURO RUSSELL
Conceptos Básicos de Ecología
Introducción
Todos los seres vivos tienen una manera de vivir que depende de su estructura
y fisiología y también del tipo de ambiente en que viven, de manera que los
factores físicos y biológicos se combinan para formar una gran variedad de
ambientes en distintas partes de la biosfera. Así, la vida de un ser vivo está
estrechamente ajustada a las condiciones físicas de su ambiente y también a las
bióticas, es decir a la vida de sus semejantes y de todas las otras clases de
organismos que integran la comunidad de la cual forma parte.
La ecología se ocupa del estudio científico de las interrelaciones entre los
organismos y su ambiente, y por tanto de los factores físico-químicos y
biológicos que influyen en estas
relaciones y son influidos por ellas.
Los
organismos
pueden
estar
asociados
a
tres
niveles
de
organización:
poblaciones,
comunidades y ecosistemas. En el uso
ecológico, una población es un grupo
de individuos de la misma especie que
ocupan un lugar determinado. Una
comunidad biótica comprende todas
las poblaciones que ocupan un área
física definida. La comunidad, junto con
el medio ambiente abiótico (físicoquímico) componen un ecosistema.
La totalidad de ecosistemas del planeta
tierra conforman la ecosfera, mientras
que la biosfera es la parte del globo
terrestre donde existen seres vivos.
La biosfera.
La biosfera incluye la ecosfera, partes de la hidrosfera (mares, ríos, lagos), de la
atmósfera y de la litosfera (capa superior del planeta tierra). De las capas
atmosféricas, son de mayor importancia en la ecología la troposfera, la cual
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contiene el aire que nos rodea, y la estratosfera que contiene la capa de ozono
que nos protege de los rayos ultravioleta del sol.
La litosfera es la capa más superficial del planeta tierra. Es sólida y está
formada por la corteza continental, corteza oceánica y una parte del manto
superior rígido. Tiene un espesor promedio de unos 70 a 100 km. La litosfera
esta fragmentada en una serie de placas tectónicas o litosféricas las cuales se
mueven impulsadas por corrientes de convección que surgen desde el interior
del planeta. El movimiento de estas placas, las cuales se separan entre sí en
algunos casos, y chocan unas contra otras en otros, es la causa de que en los
bordes de las mismas se generan fenómenos geológicos tales como el
magmatismo (incluyendo la actividad volcánica), la sismicidad (ocurrencia de
terremotos) y la orogénesis (formación de montañas).
El límite altitudinal superior de la biosfera es de unos 10,000 m. de altura
aproximadamente, mientras que el límite inferior se ubica en el fondo de las de
las fosas marinas más profundas, las cuales se encuentran alrededor de los
10,000 m. más o menos. Fuera de esta franja de unos 20 km. máximos de
grosor, no existe la vida ya que las condiciones no son favorables, debido a
limitaciones de temperatura, presión atmosférica, nutrientes y oxígeno entre
otros.
Los ecosistemas
Un ecosistema es un sistema compuesto por una comunidad en interacción con
su ambiente abiótico. Un ecosistema puede ser tan grande como un bosque o
tan pequeño como un acuario que contiene peces tropicales, plantas verdes y
caracoles.
Un ejemplo clásico de un ecosistema bastante compacto para ser investigado
en detalle cuantitativo es una laguna o un estanque. La parte abiótica del lago
comprende el agua, el oxígeno disuelto, el bióxido de carbono, las sales
inorgánicas como fosfatos y cloruros de sodio, potasio y calcio, y muchos
compuestos orgánicos. Los organismos vivos pueden subdividirse en
productores, consumidores y desintegradores o descomponedores según su
papel, contribuyendo a conservar en función al ecosistema como un todo estable
de interacción mutua.
En primer lugar, existen los productores, organismos autotróficos tales como las
plantas verdes y algunas bacterias que pueden fabricar compuestos orgánicos a
partir de sustancias inorgánicas sencillas por fotosíntesis (o por quimiosíntesis
en algunos casos). En un lago, hay dos tipos de productores: las plantas
mayores que crecen sobre la orilla o flotan en aguas poco profundas y las algas,
que se distribuyen por todo el líquido, hasta la profundidad máxima alcanzada
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por la luz. Estas algas 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 tinte verdoso. Suelen ser bastante más importantes
como productoras de alimentos para el lago que las plantas visibles.
Los organismos consumidores son heterótrofos, por ejemplo, insectos y sus
larvas, crustáceos, peces y tal vez algunos moluscos de agua dulce. Los
consumidores primarios son los que ingieren plantas; los secundarios, los
carnívoros que se alimentan de los primarios, y así sucesivamente. Podría haber
algunos consumidores terciarios que se alimenten de los consumidores
secundarios carnívoros.
El ecosistema se completa con organismos descomponedores, bacterias y
hongos, que desdoblan los compuestos orgánicos de células procedentes del
productor muerto y organismos consumidores en moléculas orgánicas pequeñas
y en sustancias inorgánicas que pueden usarse como materia prima por las
plantas y las algas.
La energía y las cadenas y redes alimentarias. La energía luminosa
procedente del sol (energía radiante), es convertida en alimento (energía
química) por los organismos autotróficos. Esta energía es almacenada en los
enlaces químicos de compuestos tales como la glucosa y mediante la
respiración celular, es convertida en ATP, molécula que suple la energía
necesaria para realizar los distintos trabajos del metabolismo, para caminar,
para reparar los tejidos, o para reproducirse. Mientras se realiza el trabajo que
sea, la energía se escapa al ambiente en forma de calor.
Cadenas al
imentarias y flujo de energía en los
alimentarias
ecosistemas
Primer nivel
trófico
Productores
Calor
Segundo nivel
trófico
Tercer nivel
trófico
Cuarto nivel
trófico
Consumidor
primario
Consumidor
secundario
Consumidor
terciario
Calor
Calor
Calor
Energía
Solar
Calor
Calor
Calor
Descomponedores
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En los ecosistemas, el flujo de energía ocurre en cadenas alimentarias o
cadenas tróficas, en las cuales la energía de los alimentos pasa de un
organismo al próximo formando una secuencia. Los productores son la base de
la cadena debido a que captan la energía solar mediante la fotosíntesis. Los
herbívoros y los omnívoros ingieren plantas, obteniendo la energía química de
las moléculas de los productores. Los herbívoros son consumidos por los
carnívoros y los omnívoros, los cuales obtienen la energía almacenada en las
moléculas de los herbívoros. En cada paso, los descomponedores degradan las
moléculas orgánicas de los restos de todos los miembros de la cadena
alimentaria.
En un ecosistema siempre habrá numerosas cadenas alimentarias
interrelacionadas, formando una red de alimentación. Los estudios de campo y
el conocimiento más profundo de las distintas especies nos revelará que esas
cadenas tróficas a lo sumo expresan un tipo predominante de relación 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 formando más bien una red alimentaria o trófica donde las
cadenas tróficas de cada eslabón comunican con otros que a menudo se sitúan
en direcciones distintas. La hierba no sólo alimenta a la oveja, sino también al
conejo y al ratón, que serán presa de un águila y un búho, respectivamente. La
oveja no tiene al lobo como único enemigo, aunque sea el principal. El águila
intentará apoderarse de sus crías y, si hay un lince en el territorio, competirá con
el lobo, que en caso de dificultad no dudará en alimentarse también de conejos.
Red alimentaria en un ecosistema terrestre.
Finalmente, toda la energía que entra al ecosistema proveniente del sol, luego
de ser transformada por la fotosíntesis y la respiración celular en las cadenas y
redes alimentarias y aprovechada para las múltiples necesidades de los
organismos, será disipada en forma de calor.
Desde los ecosistemas más grandes y más complejos (por ej. un bosque) hasta
los más pequeños y sencillos (una laguna), puede demostrarse que están
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constituidos por los mismos componentes: organismos productores,
consumidores y descomponedores (ambiente biótico), y por factores físicoquímicos tales como el substrato (suelo, tierra, agua), la temperatura, la lluvia y
el pH (ambiente abiótico).
Relaciones interespecíficas. Dentro de este amplio apartado se incluyen todas
aquellas relaciones directas o indirectas entre individuos de especies diferentes.
Entre ellas tenemos el parasitismo, la depredación, la competencia, el
comensalismo y el mutualismo. La importancia de estas relaciones es que
establecen muchas veces los flujos de energía dentro de las redes tróficas y por
tanto contribuyen a la estructuración del ecosistema.
Interacciones entre especies en las comunida des
Interacción
Especies
A
B
Naturaleza de la interacción
Competencia
-
-
Las dos poblaciones se inhiben.
Mutualismo
+
+
La interacción es favorable para
ambas poblaciones.
Depredación
+
-
La población A, el depredador
mata y consume a la población B,
la presa.
Parasitismo
+
-
La población A el parásito explota
a la población B, el hospedero.
Comensalismo
+
0
La población A el comensal, se
beneficia, B hospedero
permanece sin ser afectado.
Existe relación de competencia cuando los individuos deben luchar en el
ambiente por adueñarse de un determinado recurso, que puede ser el espacio,
la luz, la seguridad, el alimento, etc. La relación de depredación es aquella en la
que un organismo captura a otro para nutrirse de él. El parasitismo sucede
cuando un organismo se alimenta de otro viviendo sobre él o en su interior
durante toda o la mayor parte de la vida del otro. Así, son parásitos del perro
tanto la garrapata como la lombriz solitaria.
En el mutualismo los individuos de dos especies se encuentran asociados
recibiendo algún tipo de beneficio mutuo que no podría ser alcanzado por
separado. Cuando esta asociación aporta beneficios sólo a una especie sin
dañar a la otra se denomina comensalismo.
Sucesión Ecológica.
La sucesión ecológica consiste en una serie de cambios en la estructura y
función de los ecosistemas a través del tiempo, resultando en una progresión
unidireccional que puede darse bajo dos tipos de condiciones distintas:
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Sucesión primaria: Cuando la progresión ocurre a partir de un suelo o estrato
estéril o intacto, donde no había vida previamente. Ejemplo de este tipo de
sucesión es aquella que ocurre sobre un suelo nuevo formado por lava luego de
una erupción volcánica.
Sucesión secundaria: Ocurre en lugares donde el suelo estuvo previamente
habitado o colonizado por otras comunidades bióticas. Este es el tipo de
sucesión que ocurre generalmente, luego de talar un bosque o luego de un
incendio forestal.
En cualquier caso, la comunidad que se establece y permanece con cierta
estabilidad a través del tiempo se denomina “comunidad clímax”.
Sucesión Primaria
Sucesión Secundaria