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EDUCATIVA PARTICULAR ECOMUNDO
Taller de aplicación individual
Nombre del Profesor: ___________________________________________
Nombre del alumno:______________________________________ Fecha:____________
Asignatura: Biología BI
Tema: Ecología y evolución
Comunidades y ecosistemas:
Conceptos básicos previos al estudio de los diferentes ecosistemas:
Ecología: Ciencia que estudia las relaciones de los seres vivos con su medio ambiente.
Ecosistema: Comunidad de los seres vivos cuyos procesos vitales se relacionan entre si y se
desarrollan en función de los factores físicos (abióticos) de un mismo ambiente.
Población: Conjunto de indivíduos que se reproducen entre sí (una misma especie) y que
residen dentro de límites geográficos definidos en un mismo espacio temporal.
Comunidad: También denominada biocenosis. Se refiere al conjunto de organismos presentes
en un ecosistema. Existen poblaciones mayoritarias que pueden ser tanto animales como
vegetales; lo más habitual es que existan diversas poblaciones de ambos reinos.
Especie: Grupo de organismos capaces de reproducirse entre sí produciendo una descendencia
fértil.
Hábitat: Conjunto local de condiciones geofísicas en que se desarrolla la vida de una especie o
de una comunidad animal o vegetal.
Autótrofo: Organismo capaz de elaborar su propia materia orgánica a partir de sustancias
inorgánicas.
Heterótrofo: Organismo incapaz de elaborar su propia materia orgánica. Debe consumir la
materia orgánica producida por otros.
Detritívoro: Que se alimenta de materia en descomposición, vegetal o animal.
Saprofito: Cualquier organismo que no puede obtener su alimento mediante la fotosíntesis, y en
su lugar se nutre de restos de materia vegetal o animal.
Tipos de ecosistemas y relación entre ellos
Los ecosistemas se pueden dividir en dos grandes grupos: ecosistemas terrestres y
ecosistemas acuáticos.
Ecosistemas terrestres: Los grandes ecosistemas terrestres de nuestro planeta son: tundra y
taiga (zonas frías o muy frías), bosque caducifolio, praderas y estepas y bosque mediterráneo
(zonas templadas) y sabana, desierto y selva tropical (zonas cálidas y regiones áridas).
Ecosistemas acuáticos: Dentro de los ecosistemas acuáticos podemos diferenciar los marinos
y los de agua dulce, que al ser tan diferentes y tan amplios han dado lugar a dos ciencias
diferentes: la oceanografía (ecosistemas acuáticos marinos) y la limnología (ecosistemas
acuáticos de agua dulce).
En el medio oceánico de agua dulce se distinguen las aguas corrientes (por ejemplo, ríos) y las
aguas estancadas (por ejemplo, lagos), que sólo se mueven por acción del viento, por tanto la
renovación del agua y su oxigenación es menor que en las aguas corrientes, en constante
movimiento.
En los ecosistemas marinos se distinguen tres partes: plataforma continental, zona batial (o talud
continental) y zona abisal como se observará en el esquema a continuación
Hay que tener en cuenta que los diferentes ecosistemas no son sistemas separados sino que
están en continua intercomunicación. Por ejemplo, imaginemos un lago. En una orilla se
extiende un bosque y en la otra un campo de cultivo. Hay también arroyos y pequeños ríos que
surcan las laderas y alimentan el lago. Llueve, y el agua, después de lavar los terrenos citados,
llega al lago a través de los ríos y arroyos. Llegan con ella al algo, materiales ajenos al lago,
como por ejemplo, sales minerales utilizadas como abono en el campo de cultivo.
Estas sales minerales servirán a la población de plantas acuáticas, junto con otras condiciones
de luz, temperatura, etcétera, para aumentar el número de plantas de la población. Las hojas
que lleguen al lago, caídas de los árboles y arrastradas por la lluvia, sedimentarán en el fondo y
serán descompuestas por hongos suprofíticos y bacterias, que se alimentarán, pero también
darán lugar a más sales minerales y/o ácidos orgánicos, alimento para otros animales y plantas
de lago.
Relaciones tróficas
Relaciones tróficas: Son las que se estrablecen entre los miembros de un ecosistema en
función de la alimentación. Basicamente se resume en la expresión “comer o se comido”.
Mediante estas relaciones tróficas tienen lugar transferencias de energía.
Cadena trófica: (del griego throphe: alimentación) es el proceso de transferencia de energía
alimenticia a través de una serie de organismos, en el que cada uno se alimenta del precedente
y es alimento del siguiente.
Ejemplos:
rosal>pulgón>chinita>sapo>descomponedores
vegetales>ratón>culebra>buho
pasto>saltamontes>ratón>culebra>alcón
Red trófica: serie de cadenas alimentarias o tróficas íntimamente relacionadas por las que
circulan energía y materiales en un ecosistema.
Nivel trófico: Conjunto de organismos que obtienen su materia y su energía de la misma forma
(o parecida).
En los ejemplos dados anteriormente se puede deducir en nivel tráfico de cada ser vivo, tanto en
la cadena trófica como en la red. Veámos:
Pasto>saltamontes>ratón>culebra>alcón
NIVEL 1  Pasto
NIVEL 2  Saltamontes
NIVEL 3  Ratón, culebra y alcón
Los niveles de la 1ª red trófica mostrada anteriormente son:
NIVEL 1  Autótrofos
NIVEL 2  Caribú, leming, topillo, insectos, perdiz nival, escribano lapón y escribano nival
NIVEL 3  Armiño, araña, lechuza ártica, zorro ártico y lobo ártico
Ahora construiré una pequeña red trófica incluyendo al hombre, para que veámos como todos
los seres vivos formamos parte de un ecosistema, de una red trófica...etc.
HOMBRE
águila
vaca
ratón
perdiz
heterótrofos
La energía en los ecosistemas
Así como cualquier elemento biogénico puede ser utilizado varias veces en un ecosistema, la
energía sólo se puede utilizar una vez. Es decir, la materia describe un ciclo en un ecosistema
mientras que la energía fluye a través del ecosistema.
El flujo de la energía se puede explicar con las dos leyes de la termodinámica:
1)
La energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma.
2)
La transformación de la energía siempre va a compañada de degradaciones de
energía, por eso no se puede transformar el 100% de un tipo de energía en otro tipo.
Suele transformarse únicamente el 10-20%.
Además casi todas las comunidades tienen como fuente de energía inicial la luz, pues es la
energía luminosa la que utilizan los autótrofos para realizar la fotosíntesis. A partir de la energía
que estos acumulan recibirán ernergía los seres heterótrofos, puesto que se alimentan de ellos.
Veamos todo esto en un ejemplo gráfico:
En conclusión, un ecosistema no es un conjunto de elementos estáticos e inmutables sino todo
los contrario: el ecosistema en su conjunto y las partes que lo forman están en contínua
interacción y constituyen un ente dinámico y cambiante. Sears (1939) explicó esto con la
siguiente cita: “cuando el ecólogo penetra en un bosque o en un prado, no mira simplemente lo
que allí hay, sino lo que allí ocurre”.
Evolución:
Evolución: Proceso de cambio acumulativo en las características hereditarias de una población.
Recordemos que una población es un conjunto de indivíduos que se reproducen entre sí y que
residen dentro de límites geográficos definidos en un mismo espacio temporal.
Las poblaciones tienden a producir más descendientes de los que el medio ambiente puede
soportar. Veamos en un ejemplo: en una colonia de 100 insectos, cada uno pone 1000 huevos,
eso es un total de 100000 huevos, que cuando nazcan harán que la población sea de 100100
insectos. Si esos 100100 insectos ponen otros 1000 huevos cada uno en el próximo año, dará
lugar a otros tantos huevos...etc. Así rápidamente crecen las poblaciones, y al final, llega a
haber más seres vivos de los que un medio puede soportar. Si estos se alimentan por ejemplo,
de los frutos de cierto árbol, habrá menos frutos que insectos, entonces los insectos habrán de
luchar entre ellos por sobrevivir. Es la lucha por la supervivencia. Se iniciará una carrera para
apropiarse de un fruto y poder alimentarse, el que no lo consiga, morirá. Pero además, los que
sigan vivos, seguirán poniendo sus huevos.
Con el paso del tiempo el medio ambiente cambia, suben o bajan las temperaturas, se
desertifica el lugar, etc. También, existen seres diferentes dentro de la misma especie, unos
más débiles, otros más fuertes...Pero sólo los miembros más fuertes de la población
sobrevivirán, se reproducirán entre ellos y darán lugar a nuevas generaciones capaces de
soportar esos cambios, más fuertes que los anteriores. Así es como evolucionan las especies.
Pongamos un ejemplo con seres humanos, pero sin basarnos en leyes o teorías de la ciencia.
Supongamos que la familia del hombre proviene de una tribu africana. Su trabajo y las
condiciones medioambientales del lugar de donde proviene han hecho, generación tras
generación que él sea fuerte sufieciente para soportar altas temperaturas y correr largas
distancias para cazar el almuerzo de su familia, aunque actualmente residad en una pequeña
ciudad africana. Él es, pues, fuerte y soporta altas temperaturas. En la familia de la mujer, llevan
muchas generaciones viviendo de forma acomodada en una ciudad, pero es una ciudad muy
fría. Su cuerpo está acostumbrado a inviernos a -13ºC, pero no a realizar trabajos forzados ni
duros ejercícios físicos.
El hijo/a que tengan tendrá una piel morena, capaz de soportar medianamente tanto altas como
bajas temperaturas. Tendrá además una fuerza considerable. Además, y ahora sí, basándonos
en datos científicos, los hombres y mujeres mestizos, son más fuertes que los de razas
primitivas. Eso se puede entender con lo que hemos explicado anteriormente sobre los insectos.
Los más fuertes sobreviven y se reproducen entre ellos, dándo lugar a unos descendientes aún
más fuertes.
Así vemos también como ra reproducción sexual promueve la variación en una especie. Hemos
visto como de dos razas primitivas (la blanca y la negra) surge una raza mestiza, que es una
variación de las dos anteriores.
La teoría de Darwin
La teoría de Darwin dice, de forma muy resumida, que las especies nuevas aparecen en forma
gradual y de otras preexistentes, al contrario que los saltacionistas que dicen que las especies
aparecen y desaparecen súbitamente.
Se considera que esta teoría es bastante acertada, y no sólo en el ámbito de los seres vivos,
sino en todos los inventos de la humanidad también, por ejemplo. El hombre en cierto momento
descubrió el fuego, y a partir de ahí, muy poco a poco, hemos llegado a utilizar la luz de
innumerables formas distintas, se han inventado un montón de máquinas con millones de usos
distintos...etc. Lo mismo ocurre con los seres vivos. Desde la primera célula, desde el primer
mono, desde la primera planta...ahora hay millones de células diferentes, de procariota a
eucariota, muchos simios y seres humanos, negros, blancos, amarillos...y tantos árboles,
arbustos, flores, etc. Puede que, en efecto, el primerísimo ser vivo sobre la faz de la tierra,
surgiera de forma espontánea, pero los demás, no, los demás surgieron de ese ser vivo.
Aunque el primero de todos, fue la propia tierra, que surgió de una explosión, por lo que podría
considerarse espontánea. Pero a partir de el/los primer/os ser/es vivo/s sobre la tierra, considero
que no hubo más especies espontáneas. Si además tenemos en cuenta que “toda célula
proviene de otra célula” podemos fundamentar más exitosamente la teoría de Charles Darwin.
Un pequeño ejemplo de evolución como respuesta a un cambio medioambiental es la pérdida
de las muelas del juicio en los seres humanos. Antes, cuando el hombre convivía con otros
animales salvajes a los que se comía a dentalladas y no vivía de manera acomodada en una
casa en la ciudad o en cualquier comunidad sólo entre humanos, utilizando cubiertos y sin
cocinar antes los alimentos...etc., necesitaba las muelas del juicio para masticar a los animales
que mataba para alimentarse. Pero ahora, cada vez a menos personas les nacen estas muelas
porque ya no las necesitamos.
En conclusión, la evolución es un lento proceso mediante el cual las especies mejoran, cambian,
según cambia el espacio que las rodea para poder sobrevivir en el medio. Además, las especies
no surgen de la nada porque sí...van evolucionando hasta dar lugar a un ser que talvez no
parezca que provenga de ningún otro, pero poniendo la mirada atrás vemos como sí tiene
relación con un ser que existió en el pasado, y llegamos entonces a conocer cuales fueron los
cambios medioambientales que llevaron a ese ser a mutar.
Impacto humano:
El impacto humano es el conjunto de daños que causa la acción del hombre sobre la tierra.
Veremos ahora dos ejemplos de esta acción devastadora: el efecto invernadero y el
agotamiento del ozono atmosférico.
El efecto invernadero
Este nombre viene a cuento de que es parecido al que ocurre en un invernadero, el calor entra
pero no sale, digámoslo así. Antes de todo, decir que el efecto invernadero es algo inevitable
(aunque la acción humana no fuera tan brutal y devastadora tendría lugar este efecto, por la
respiración de tantos seres vivos no fotosintéticos en la tierra), pero que se ha visto
incrementado y acelerado por la acción humana. Por ejemplo, por la cantidad de CO 2 expulsado
por las fábricas diariamente, el uso de aerosoles, la contaminación, combustión de fósiles...etc.
Es tanto, que por muchos seres vivos fotosintéticos que haya en nuestro planeta, no puede ser
transformado el 100% en oxígeno. Lo que ocurre con este calentamiento global es que los rayos
ultravioletas del sol pueden entrar en la atmósfera, pero al rebotar en la tierra suben de nuevo
pero no consiguen volver a atravesar la atmósfera porque se ven debilitados por la gruesa capa
de gases provocados por la contaminación. Entonces, esos rayos se quedan dentro de nuestra
atmósfera, y por eso, además de gases tóxicos, nos rodea una masa de calor porveniente de
esos rayos. Este efecto provoca, entre otras cosas:
1) Que se derritan los polos y, por tanto, aumente el nivel del mar y muchas zonas costeras
queden sumergidas.
2) Se destruyan por completo aquellos ecosistemas compuestos por seres sensibles al
calentamiento. Sólo sobrevivirán aquellos que sean tolerantes a ese calentamiento.
3) Nuestra propia destrucción; porque al no ser capaces las plantas de transformar todo el
CO2 en O2 no habrá suficiente oxígeno para respirar, y moriremos.
4) Desertificación del terreno, puesto que al haber más calor se evaporará más agua.
5) La mutación (evolución) de algunos virus, bacterias...etc. y aparición de nuevas pestes,
plagas y enfermedades más fuertes, por lo tanto más difíciles de combatir.
Agotamiento del ozono atmosférico
El agotamiento del ozono atmosférico o destrucción de la capa de ozono, es causado también
por los gases tóxicos lanzados a la atmósfera, que rompen las moléculas de ozono (O 3) y se
juntan con los átomo de oxígeno dando lugar a O 2 y otros gases. Por eso, ahora hay un agujero
en la capa de ozono que da lugar a efectos prejudiciales como estos (entre otros):
1)
2)
3)
Más casos de cáncer de piel.
Destrucción del fitoplancton, seres vivos productores de los ecosistemas acuáticos.
Esto conlleva el cese de la alimentación de los seres vivos que se alimentan de
fitoplancton (peces...etc) por lo que los humanos tendríamos que dejar de
alimentarnos de algunos tipos de pescado que se extinguirían al no tener
fitoplancton.
Los seres vivos fotosintéticos terrestres también se ven afectados por los rayos
U.V.A., por lo que producirían menos oxígeno.
Soluciones a estos problemas
Por suerte, existen personas que tratan de minimizar estos problemas, que se preocupan por el
planeta y han propuesto muchas formas de solucionar el calentamiento global para que puedan
vivir muchas generaciones más. Algunas de esas propuestas son estas:
1) Las fábricas que expulsan gases tóxicos podrían colocar filtros en sus chimeneas para
evitar que estos gases salgan directamente a la atmósfera.
2) Reciclar materiales como el plástico, el papel, el metal, el vídrio...etc. para evitar que
estos sean quemados y den lugar a más gases tóxicos.
3) Mantener vivas las selvas tropicales, los bosques...etc. y plantar árboles en las ciudades
que contrarresten los humos de los vehículos automóviles.
4) Utilizar transportes públicos en las ciudades.
5) Utilizar fuentes de energía renobables y que no contaminen. Por ejemplo, en España, que
tiene mucho sol, se podría utilizar la energía solar.
Necesidad de reciclar los nutrientes
Una pirámide de energía muestra el flujo de energía desde un nivel trófico hasta el nivel
contiguo dentro de una comunidad. Las unidades energéticas empleadas son, por tanto,
unidades de energía por unidad de superficie y por unidad de tiempo.
Como es sabido, la energía puede salir de un ecosistema (se disipa, se transforma, etc.), pero
los nutrientes, el material orgánico no, y es necesario reciclarlo. Estudiando el ciclo del carbono
puede entenderse:
El ciclo del carbono:
Un 18% de la materia orgánica viva está constituida por carbono, la capacidad de dichos átomos
de unirse unos con otros proporciona la base de la diversidad molecular así como el tamaño
molecular. Por tanto el carbono es un elemento esencial en todos los seres vivientes.
A parte de la materia orgánica, el carbono se combina con el oxígeno para formar monóxido de
carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), también forma sales como el carbonato de sodio
(Na2CO3), carbonato cálcico (en rocas carbonatadas, como calizas y estructuras de corales).
CO2 ATMOSFÉRICO
Fotosíntesis
r
e
s
p
i
r
a
c
REDES TROFICAS
i
o
n
HIDROSFERA
ROCAS
CARBONATADAS
ARRECIFES
CORALINOS
PRODUCTORES
CONSUMIDORES
r
e
s
p
i
r
a
c
i
o
n
Excreción y restos
DESCOMPONEDORES
COMBUSTIÓN
MINERALIZACIÓN
ACCIÓN BACTERIANA
FORMACIÓN DE CARBÓN,
GAS Y PETRÓLEO
VOLCANISMO

Los organismos productores terrestres obtienen el dióxido de carbono de la atmósfera
durante el proceso de la fotosíntesis para transformarlo en compuestos orgánicos como la
glucosa, y los productores acuáticos lo utilizan disuelto en el agua en forma de
bicarbonato (HCO3-).

Los consumidores se alimentan de las plantas, así el carbono pasa a formar parte de
ellos, en forma de proteínas, grasas, hidratos de carbono, etc.

En el proceso de la respiración aeróbica, se utiliza la glucosa como combustible y es
degradada, liberándose el carbono en forma de CO 2 a la atmósfera. Por tanto en cada
nivel trófico de la cadena alimentaría, el carbono regresa a la atmósfera o al agua como
resultado de la respiración.

Los desechos del metabolismo de las plantas y animales, así como los restos de
organismos muertos, se descomponen por la acción de los hongos saprofitos y las
bacterias. Durante dicho proceso de descomposición también se desprende CO 2.

Las erupciones volcánicas son una fuente de carbono, durante dichos procesos el
carbono de la corteza terrestre que forma parte de las rocas y minerales es liberado a la
atmósfera.

En capas profundas de la corteza continental así como en la corteza oceánica el carbono
contribuye a la formación de combustibles fósiles, como es el caso del petróleo. Este
compuesto se ha formado por la acumulación de restos de organismos que vivieron hace
miles de años.
Como se puede observar, si no se descomponen y reciclan los nutrientes, se liberaría mucho
carbono, que al mezclarse con el aire generaría un montón de CO 2 (dióxido de carbono).
En conclusión, debemos moderar nuestra actividad sobre la Tierra para que no mueran las
demás especies, porque si esto ocurriera, nosotros no seríamos capaces de librarnos de todos
estos gases y entonces, moriríamos, y el planeta Tierra dejaría de vivir.
Poblaciones:
Natalidad: Es el número de individuos que nacen a lo largo de un periodo de tiempo
determinado en una zona concreta.
Mortalidad: Es el número de fallecidos a lo largo de un periodo de tiempo determinado en una
zona concreta.
Inmigración: Movimiento de población, que implica cambio de morada, cosiderado desde el
lugar de llegada.
Emigración: Movimiento de población, que implica cambio de morada, cosiderado desde el
lugar de salida.
Recordemos también: Población: Conjunto de indivíduos que se reproducen entre sí y que
residen dentro de límites geográficos definidos en un mismo espacio temporal.
El tamaño de una población depende en gran parte de la natalidad, de la mortalidad, de la
emigración y de la inmigración (estas a su vez se generan por otros factores).
Si de repente en una población aumenta considerablemente el número de nacidos y se da hacia
el lugar donde habita esa población una llegada masiva de inmigrantes la población del lugar
aumentará, pero en caso de que ocurriera lo contrario (que aumentara la mortalidad y además
muchos emigraran, por ejemplo, por falta de alimentos) disminuiría la población.
También ocurriría lo mismo sin que se dieran movimientos migratorios, por supuesto, o si
únicamente se dieran movimientos migratorios. También puede ocurrir que por ejemplo,
aumente la mortalidad pero se reciban a muchos emigrantes, que suplirían a los muertos, por lo
que el número de efectivos de población no variaría. De esta forma se podrían hacer varias
combinaciones y veríamos como siempre el número de habitantes de una zona depende mucho
de natalidad, mortalidad y movimientos migratorios.
Crecimiento de una población
D
C
B
A
(curva del crecimiento de la población)
Aquí vemos como crece la población en diferentes fases:
A) Bajo Crecimiento: En esta fase el crecimiento es bajo porque aún no hay muchos
efectivos de población, por lo que no son capaces de hacer crecer muy rápido el grupo.
Este bajo crecimiento también se debe a que los seres vivos pertenecientes a esta
población aún se están adaptando al nuevo medio.
B) Crecimiento Exponencial: Ahora el ritmo de crecimiento de la población es mayor porque
ya hay más efectivos de población que puedan reproducirse y ya están perfectamente
adaptados al medio. Además, aún no se ha presentado el problema de la escasez. De
momento los recursos (básicamente alimentícios) parecen ilimitados.
C) Fase de transición: Ahora se hace notar el límite de los recursos.
D) Fase asintótica: Por último ya no crece más la población porque ésta ha alcanzado la
capacidad de carga.
La capacidad de carga es el número de organismos en una población que puede soportar el
medio ambiente en un tiempo determinado y en un ecosistema determinado. Cuando se
alcanza la capacidad de carga tiene lugar un fenómeno que se expresa con la siguiente
fórmula:
natalidad + inmigración = mortalidad + emigración
Algunos factores que limitan el crecimiento de la población
El primer factor que limita el crecimiento de una población son los alimentos. Ya que estos
son limitados la población sólo puede crecer mientras estos sean suficientes para todos. En
cuanto haya más pobladores que alimentos, empezarán a morir los seres vivos
(generalmente los más débiles) que no consigan algo con lo que alimentarse. También los
depredadores impiden crecer una población. Cuanto mayor sea una población más
depredadores atraerá y más seres vivos serán comidos. Además está la acumulación de
material de desecho. Si la población no se desace de alguna forma de este material no podrá
seguir creciendo.
También hay muchos factores que hacen que la población disminuya, por ejemplo,
enfermedades, pero estos no deben ser confundidos con los que limitan el crecimiento.
Definamos por último lo que es una muestra aleatoria
Una muestra aleatoria de tamaño n de una población X , es una sucesión de n variables
aleatorias, independientes, X1 , X2 ,..., Xn , con idéntica ley de probabilidad que X . Una muestra
de tamaño n está constituida por n réplicas de X.
Una vez que la muestra se haya realizado, es decir, se hayan extraído los n individuos de la
población y "medido" la variable X en cada uno de ellos, se dispondrán de n datos u
observaciones : x1 , x2 ,..., xn. Para que una variable aleatoria, definida a partir de una muestra
aleatoria de tamaño n, tome valores, es necesario disponer de los n datos de la realización de tal
muestra.
En conclusión, las poblaciones dependen de la natalidad, la mortalidad y de los movimientos
migratorios y crecen en un principio de forma lenta debido a la adaptación al medio y al
reducido número de integrantes, pero luego crece rápidamente hasta que los alimentos son
limitados y no puede seguir creciendo. Además de los alimentos limitados hay otros factores
que impiden que la población siga creciendo y otros cuantos que hacen que ésta disminuya.
Aunque a esta regla general le podríamos poner excepciones como la población humana de
todo el mundo, que a pesar de contar con recursos muy limitados no deja de crecer y se
prevee aún un fuerte crecimiento, al menos durante este siglo XXI.