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Nombre de la Asignatura Ecología Código de la Asignatura 45002103 Tipo de Asignatura Troncal Nivel 1º Ciclo Curso en que se imparte Segundo Semestral/Trimestral Anual Nº de horas asignadas 290.8 Nombre del Profesor/a José Jesús Casas Jiménez Objetivo de la Asignatura/Competencias Conocer y comprender los conceptos, terminología y lenguaje específicos de la Ecología. Conocer y saber aplicar los métodos básicos de investigación y conocer las tendencias actuales de investigación en Ecología. Saber manejar y consultar las fuentes bibliográficas, así como analizar y sintetizar la información obtenida. Desarrollar las dotes de observación y las capacidades para interpretar la interrelación entre ecosistemas y especie humana, a las distintas escalas espacio-temporales. Fomentar la discusión científica, capacidad de valoración, objetividad y espíritu crítico. Concienciar al alumno de su futura labor como profesional del medio ambiente. Prerrequisitos Haber superado las asignaturas troncales y obligatorias del primer curso debe redundar en notables ventajas para la impartición y aprendizaje de esta asignatura. Contenido (programa) PROGRAMA TEÓRICO BLOQUE TEMÁTICO INTRODUCTORIO TEMA 1.- La Ecología: Concepto, raíces y desarrollo histórico. Relación con otras ramas de la ciencia. El ecosistema. Niveles de organización biológica objeto de estudio: estructura jerárquica. TEMA 2.- Procedimientos metodológicos en los estudios ecológicos. Relaciones entre procesos ecológicos y escalas espaciales y temporales. Estudios observacionales. Estudios experimentales: experimentos de laboratorio, campo y naturales. Modelos. PRIMER BLOQUE TEMÁTICO: EL AMBIENTE Y LOS ORGANISMOS TEMA 3.- La interacción organismo-ambiente. Los organismos como unidades procesadoras de energía: intercambios con el medio y homeostasis interna. Los organismos como unidades discretas de interacción: tamaño y forma. TEMA 4.- Mecanismos de ajuste del organismo a su medio ambiente: selección natural, evolución y adaptación. Aspectos del concepto de adaptación. Ecotipos. TEMA 5.- Condiciones y recursos. Clasificación de los recursos. Respuestas de los organismos a las variables ambientales. Tipos de respuesta: estenoico-eurioico, especialista-generalista. Factores limitantes y límites de tolerancia. Ley de Liebig. Interacción de factores. Concepto de nicho ecológico. TEMA 6.- Características del agua con importancia ecológica. Ciclo hidrológico. Sales en disolución: elementos de proporcionalidad constante y de proporcionalidad variable. Salinidad: mecanismos de regulación osmótica. TEMA 7.- Radiación y temperatura en sistemas acuáticos. Atenuación de la luz en el agua. Radiación calórica y dinámica de los sistemas acuáticos: procesos de estratificación y mezcla. TEMA 8.- El oxígeno en los medios acuáticos, factores que condicionan su solubilidad, difusión y disponibilidad. Distribución espacio-temporal del oxígeno y consecuencias ecológicas. Adaptaciones. TEMA 9.- El carbono inorgánico en los sistemas acuáticos. Dióxido de carbono, solubilidad y difusión. Sistema carbónico-bicarbonato-carbonato y pH. Alcalinidad. Lluvia ácida y ecosistemas acuáticos. TEMA 10.- Nitrógeno y fósforo en sistemas acuáticos. Nitrógeno gaseoso y combinaciones inorgánicas de nitrógeno. Iones fosfato. Materia orgánica. Estado trófico de los sistemas acuáticos. Eutrofización: causas y medidas de control. TEMA 11.- La atmósfera: composición y estructura. La capa de ozono: cambios químicos inducidos por la actividad antrópica y posibles consecuencias. Determinantes del clima. Fluctuaciones predecibles e impredecibles. Características del clima mediterráneo: diversidad microclimática. TEMA 12.- La temperatura y los organismos. Límites impuestos por la temperatura a los procesos biológicos. Respuestas de los organismos a la variabilidad térmica ambiental: regulación térmica. Ectotermos: tiempo fisiológico y aclimatación. Regulación en endotermos. Reglas térmicas. TEMA 13.- La humedad relativa de la atmósfera. Adaptaciones de los organismos para optimizar el uso del agua. TEMA 14.- La radiación como condición y recurso. La luz como recurso para las plantas: variaciones en el abastecimiento de luz y respuestas adaptativas. La luz como medida del tiempo: el fotoperiodo. Ritmos nictemerales y ritmos lunares. Fotocinesis y fototropismo. TEMA 15.- Condiciones y recursos en el medio suelo. Nutrientes minerales: macronutrientes y micronutrientes.. Componentes del suelo: horizontes. Condicionantes de la fertilidad de un suelo. Procesos que disminuyen la fertilidad de un suelo: podsolización, laterización y erosión. SEGUNDO BLOQUE TEMATICO: ESTRUCTURA Y DINAMICA DE POBLACIONES. INTERACCIONES. TEMA 16.- Concepto y parámetros de la población. Censos y estimas de densidad. Distribución espacial de la población. Esquemas de migración. Mecanismos de dispersión. Argumentos evolutivos en favor de las propiedades de dispersión. Tipos de distribución espacial de la población: pros y contras de la agrupación. TEMA 17.- Demografía. Tablas de vida y curvas de supervivencia. Distribuciones de edades. Tablas de fertilidad. Matriz de Leslie. Tasa de reproducción neta y tasa instantánea de incremento. Valor reproductivo y adecuación. TEMA 18.crecimiento crecimiento temporales. Crecimiento poblacional. Modelos de crecimiento para generaciones discretas: geométrico y crecimiento dependiente de la densidad. Generaciones solapadas: geométrico y crecimiento densidad-dependiente: ecuación logística. Demoras Modelos estocásticos. TEMA 19.- Ciclos vitales y estrategias reproductivas: semalparidad e iteroparidad, precocidad y retraso. Compromisos de los ciclo vitales: esfuerzo reproductivo y coste de la reproducción. Clasificación de los hábitats por sus efectos demográficos: estrategias r y k. Alternativas: clasificación de Grime. Fuerzas demográficas no incluidas en el continuo r-k. TEMA 20.- Competencia interespecífica. Mecanismos. Modelos matemáticos: modelo de LotkaVolterra. Exclusión competitiva y coexistencia a la luz de la teoría del nicho ecológico. Coexistencia y solapamiento de nichos. Concepto de similitud limitante. Solapamiento diferencial. Segregación de caracteres. Heterogeneidad ambiental y régimen de perturbación. El fantasma del pasado competitivo. TEMA 21.- Depredación. Mecanismos. Resultados de los matemáticos y gráficos. Ciclos depredador-presa en la naturaleza y factores que los condicionan. Respuestas de los depredadores frente a la variación de la densidad de la presa. Estrategias defensivas de las presas para escapar del depredador. Estrategias de las plantas frente al ramoneo. Especificidad hospedador- parásito. TEMA 22.- Comensalismo. Mutualismo. Mutualismo facultativo y obligado: plantas-hongos, plantas-bacterias, animales-algas y algas-hongos. TEMA 23.- Determinación y regulación de la abundancia de la población. Factores densidad dependientes y densidad independientes. Aspectos aplicados: Análisis del factor clave. Control biológico y control integrado. Explotación de las poblaciones: rendimiento óptimo. TERCER BLOQUE TEMATICO: COMUNIDAD Y ECOSISTEMA TEMA 24.- Concepto de comunidad. Estructura física. Estructura biológica: aproximaciones interactiva y funcional. Sistematización de comunidades. Límites entre comunidades: ecotonos y gradientes. TEMA 25.- Diversidad taxonómica. Componentes de la diversidad. Modelos de distribución de las abundancias específicas: reparto de recursos. Índices de riqueza y diversidad. Diversidad y TEMA 26.-. Producción primaria. Respiración. Termodinámica de la transformación y transmisión de energía: eficiencias de producción. Factores limitantes. Esquemas globales de productividad primaria. Métodos de estima de la productividad. TEMA 27.- Producción secundaria. Niveles tróficos, cadenas tróficas y redes tróficas. Vías de la energía entre niveles tróficos. Modelo integrado de estructura trófica: sistema de ramoneadores y sistema de descomponedores. Eficiencias de transferencia y flujo de energía. Esquemas de flujo energético para distintos ecosistemas tipo. TEMA 28.- Detritus, descomposición y regeneración de nutrientes. Características generales del proceso de descomposición. Descomponedores y detritívoros. Los escenarios abióticos para la descomposición. Interacciones recurso-descomponedor-detritívoro: sucesión degradativa. TEMA 29.- Circulación de la materia. Modelo de intercambio de nutrientes a través de compartimentos. Localización y vías principales de exportación e importación de nutrientes en sistemas terrestres. Localización y magnitud de las entradas y salidas de nutrientes en sistemas acuáticos. La biosfera: ciclos biogeoquímicos. Hipótesis Gaia y cambio global. TEMA 30.- Redes tróficas. conectancia, número de niveles tróficos y estabilidad. Regulaciones bottom-up y top-down. Concepto de especie clave. Estabilidad, diversidad y funcionalidad: redundancia funcional de las especies. TEMA 31.- Sucesión. Tipos de sucesiones. Mecanismos: facilitación, inhibición y tolerancia. Etapas y regularidades. La sucesión como proceso de autoorganización: crítica. Hipótesis de la etapa clímax. Perturbación y sucesión: hipótesis de la perturbación intermedia. Régimen de perturbación y dinámica de mosaico. Nociones sobre biogeografía insular. PROGRAMA DE PRÁCTICAS INTRODUCCIÓN METODOLÓGICA: PROCEDIMIENTO PARA LA ELABORACIÓN DE UN PROYECTO DE ESTUDIO ECOLÓGICO. Objetivos de estudio. Construcción de hipótesis de trabajo. Tipos de muestreo y diseño experimental. Elección de variables y escalas espacio-temporales. Número de muestras. Material necesario. Tratamiento de datos. Discusión. (4 horas). BLOQUE PRÁCTICO Nº 1: ESTUDIO LIMNOLÓGICO DE UN HUMEDAL Trabajo de campo. Manejo de técnicas e instrumental de muestreo. Incubación de muestras para medida de producción primaria mediante el método de las botellas claras y oscuras. Obtención de muestras de un perfil vertical y separación de las fracciones correspondientes para la cuantificación en laboratorio de distintos parámetros abióticos y bióticos. Trabajo de laboratorio. 1a.- Determinación del contenido de oxígeno y sus aplicaciones: Producción primaria, DBO5 y DQO.. 1b.- Determinación de la alcalinidad de un agua. pH, conductividad y capacidad tampón. 1c.- Cuantificación de nutrientes limitantes (nitrógeno y fósforo). 1d.- Determinación de pigmentos fotosintéticos. 1e.- Identificación y censo de organismos planctónicos. 1f.- Discusión de resultados. BLOQUE PRÁCTICO Nº 2: ATRIBUTOS DE UN MATORRAL MEDITERRANEO LITORAL. DEMOGRAFÍA E INTERACCIONES ENTRE ESPECIES. DIVERSIDAD. Trabajo de campo. Técnicas de muestreo de la vegetación y medida de condiciones del suelo. Trabajo de laboratorio. 2a.- Características del suelo: Textura, conductividad, pH, humedad y contenido de materia orgánica. 2b.- Análisis de los patrones de distribución espacial. 2c.- Estructuras de edades y densidad de la población. 2d.- Análisis de la asociación espacial entre especies. Hipótesis sobre sus interacciones. 2e.- Análisis de la asociación entre inventarios y gradiente de diversidad. BLOQUE PRÁCTICO Nº 3: ESTRUCTURA TRÓFICA, DESCOMPOSICIÓN Y SUCESIÓN DEGRADATIVA EN UN SISTEMA FLUVIAL. APLICACIÓN DE ÍNDICES BIÓTICOS. Trabajo de campo. Técnicas de muestreo de comunidades bentónicas. Grupos tróficos funcionales. Trabajo de laboratorio 3a.- Estudio de la pérdida de peso de dos especies de hojarasca en un arroyo de cabecera e influencia de su calidad sobre los detritívoros. 3b.- Efecto de la calidad del recurso hojarasca sobre la actividad de los descomponedores. 3c.- Evaluación de la calidad ecológica del sistema fluvial mediante índices bióticos basados en invertebrados bentónicos. 3d.- Evaluación de la calidad ecológica de las riberas fluviales. Bibliografía recomendada Beeby, A. (1993): Applying Ecology. Editorial: Chapman & Hall. Begon, M.; Harper, J. & Townsend, C.R. (1990): Ecología. Individuos, poblaciones y comunidades. Editorial Omega. Krebs, C. (1986): Ecología. Editorial Pirámide. Margalef, R. (1984): Ecología. Editorial Omega. Newman, E. (1993): Applied Ecology. Editorial: Blackwell Science. Ricklefs, R.E. (1998): Invitación a la Ecología. Editorial Panamericana. Rodríguez, J. (1999): Ecología. Editorial Pirámide. Smith, R.L. & Smith T.M. (2001). Ecología (4ª ed.). Editorial: Addison Wesley. Métodos docentes Las clases teóricas tienen como base la lección magistral, aunque tentando a la participación del alumno con ejemplos y preguntas sobre los conceptos explicados. El soporte audiovisual principal para impartir estas clases teóricas lo constituyen transparencias y retroproyector. Eventualmente se utiliza como recurso audiovisual el video. Los alumnos disponen del horario de tutorías para llevar a cabo un aprendizaje personalizado, a través de consulta de dudas sobre las materias impartidas y búsquedas bibliográficas específicas. Las prácticas parten de la formalización de hipótesis de trabajo, y constan de una fase de campo, por cada bloque práctico, en la que se aplican métodos de muestreo y se obtienen muestras y datos, que posteriormente se analizan en laboratorio o gabinete. El trabajo de obtención y elaboración de resultados, en laboratorio o gabinete, se desarrolla por grupos de no más de 3 alumnos. Al final de cada sesión temática de prácticas se desarrollan sesiones de puesta en común de resultados y discusión de estos, a la luz de los conocimientos teóricos. Con esto se pretende fomentar la colaboración y discusión científica entre los alumnos. La preparación de seminarios es otro recurso docente que permite abundan en determinados temas de la asignatura y fomentar la capacidad de investigación y de exposición de ideas en foros científicos. Estos seminarios, realizados por grupos de no más de 3 alumnos, se articulan por el profesor haciendo uso del horario de tutorías, y tienen como requisito la exposición oral de los resultados por parte de los autores ante el foro del resto de compañeros de clase y profesor. Tipos de exámenes y evaluaciones Examen parcial de la materia teórica y práctica impartida durante el primer cuatrimestre. Seis sobre 10 será la nota mínima para eliminar la materia examinada de cara al examen final. Examen final de los contenidos teóricos y prácticos de toda la materia impartida durante los dos cuatrimestres (sólo en el segundo en caso de obtener un 6 o más en el examen parcial). Cinco sobre 10 será la nota mínima para aprobar la asignatura en el examen final. Los exámenes serán del tipo pruebas objetivas, con un mínimo de 30 preguntas, cada una de estas con un mínimo de 3 opciones, a elegir una sola correcta. El trabajo desarrollado en seminarios se tendrá en cuenta para la evaluación final, cuando la nota mínima obtenida en los exámenes (parcial o final) sea de 4 sobre 10. En este caso, la nota obtenida en el seminario contribuirá con un 20 % a la nota final de la asignatura. Idioma en que se imparte Castellano