Guía Didáctica de Ecología INTRODUCCIÓN

Transcripción

1 S.AE.T.A INTRODUCCIÓN Toda la vida en el planeta y la nuestra propia dependen del equilibrio entre los seres vivos y su medio ambiente. La perdida de la armonía natural existente entre las especies y su hábitat lleva a la extinción de muchos de ellos. Por eso es muy importante que el hombre tenga conocimiento de los procesos ecológicos. La ecología es el estudio científico de la distribución y abundancia de organismos vivos y cómo ellos son afectados por las interacciones entre sí y su ambiente. Finalmente, si una crisis ecológica puede causar la extinción, también puede reducir la calidad de vida delos individuos restantes. Así, las enfermedades epidémicas, el hambre, tienen impacto sobre la salud; la reducción de la calidad de aire, la crisis de alimento, la reducción del espacio vital, la acumulación de tóxicos o basura, la amenaza de extinción de las especies son también factores que influyen en el bienestar de la gente. La distribución de las poblaciones, el crecimiento de enormes ciudades metrópolis con sus problemas ecológicos, todo esto afecta a la naturaleza. El avance humano cultivando tierras, creando pastos y granjas agrícolas, tallando y deforestando bosques, lleva a la disminución de los hábitats de las especies. Algunos ejemplos de crisis ecológicas son: el calentamiento global, el aumento del hoyo en la capa de ozono, la deforestación, la desaparición y extinción de muchas especies. La fusión accidental nuclear de Chemobil en 1986 causó la muerte de muchas personas y animales de cáncer y produjo mutaciones en un número enorme de animales y personas, entre otros. Durante las décadas pasadas esta responsabilidad creciente de la humanidad en algunas crisis ecológicas ha sido claramente observada. Debido a aumento de tecnología y la población, la gente tiene más influencia sobre su propio ambiente. Las acciones humanas arruinan la naturaleza y llevan a desequilibrio ecológico, llegará un momento en el que se podría destruir la vida en nuestro planeta por culpa de todos. Esto no debe pasar, debemos prevenir y actuar para que las futuras generaciones tengan suelo, agua y aire limpios, que vean flores y animales, que sean felices en su ambiente natural. De aquí la necesidad y la importancia de tener conciencia ecológica, educación ecológica, preservar y conservar los recursos naturales, la flora y la fauna en el planeta Tierra. La ética ambiental se tiene que introducir y pasar de generación a generación. Se debe crear gente responsable, con ética ecológica que cuide la naturaleza y sus recursos. Esta es la meta de la ciencia ecológica y de esta guía. Les deseo mucho éxito!

2 Encuadre de la asignatura. Aprender a vivir juntos implica aprender a vivir responsablemente, respetando y cooperando con otros seres humanos y en general con todos los organismos vivos del planeta Ya leíste la reflexión con la que se inicia esta asignatura, ahora observa los siguientes esquemas detenidamente y relaciónalos, describe en las líneas lo que viene a tu mente después de tu análisis y compártela con tus compañeros en la asesoría. Actividades de apertura del encuadre. Qué significa para ti Ecología? Como puedes ser tú co-partícipe de proyectos de educación ecológica? Cuál es la razón de la importancia de cuidar el medio ambiente? Para ti, quiénes son los responsables de cuidar el medio ambiente?, enlístalos. Una vez que hiciste lo anterior, intégrense en equipos de cinco o seis estudiantes de acuerdo al número total del grupo, socialicen sus respuestas, saquen una conclusión por equipo y preséntenla en la asesoría presencial. 2

3 Actividades de desarrollo del encuadre. 1. Después de realizar la actividad anterior estamos listos para iniciar el recorrido sobre los diferentes temas de ecología. 2. Integrados en equipos, den lectura en forma analítica a cada uno de los temas que se presentan a continuación, y elijan de manera libre la forma de exponer el tema. La Ecología una ciencia indispensable en nuestros días. Definición.- La Ecología es una ciencia biológica contemporánea. Surge desde hace más de un siglo como resultado del desarrollo de los conocimientos científicos de la naturaleza. Su fundador es el biólogo alemán Ernst H. Haeckel quien para expresar la relación de los organismos con el medio ambiente en 1866 introdujo el término Okologie. Este está compuesto por las palabras griegas O1KO (oikos - casa, vivienda, hogar) y lóyos (lagos - estudio, ciencia), por esto Ecología significa el estudio de los hogares. Cada organismo tiene su propio entorno (hogar) donde vive y que influye sobre él. De otra parte los seres vivos también interactúan con su ambiente y los demás organismos que comparten ese hábitat (factores bióticos). En un principio, Haeckel entendía por ecología la ciencia que estudia las relaciones de los seres vivos con su medio ambiente, pero más tarde amplió esta definición al estudio de las características del medio, que también incluye el transporte de materia y energía, y su transformación por las comunidades biológicas. La Ecología es considerada una rama de la Biología que estudia los seres vivos a niveles, desde las proteínas y ácidos nucleicos, a las células, tejidos, individuos y finalmente al nivel de las poblaciones, comunidades, ecosistemas y la biosfera. Éstos últimos son los sujetos de estudio de la Ecología. Con el tiempo la ecología evolucionó de la disciplina biológica a ciencia interdisciplinaria. La Ecología es la ciencia que estudia las condiciones de vida delos seres a nivel de especie, población, comunidad, ecosistema y biosfera y la interrelación entre ellos el medio ambiente que habitan. La función más importante de estas estructuras de organismos es la organización y la regularización del ciclo del flujo de la energía y la materia en la biosfera. Ramas de la Ecología Según el objeto de estudio, la ecología se divide en diferentes ramas: ecología de los individuos, o especies, ecología de las poblaciones, ecología de las comunidades (biocenosis), de los ecosistemas, de la biosfera, etc. El desarrollo de la ecología a lo largo de la historia. La ecología es generalmente examinada como una ciencia nueva, desde la segunda mitad del siglo XX. Sin embargo, el pensamiento ecológico existe desde hace mucho tiempo, y los principios de la ecología se han desarrollado gradualmente, relacionados con el desarrollo de otras disciplinas biológicas. Así, uno de los primeros ecologistas puede haber sido Aristóteles o quizás su estudiante Theophrastus, ambos tenían interés hacia muchas especies de 3

4 animales. Theophrastus describió interrelaciones entre los animales y el entorno ambiental alrededor del siglo 4 A.C. Durante los siglos XVIII y XIX en las grandes expediciones y descubrimientos participaron muchos científicos, incluso botánicos, como el explorador alemán Alexander von. Humboldt, considerado el padre de la ecología. Él fue el primero en estudiar la relación entre los organismos y su ambiente, Mostró las relaciones existentes entre las especies de plantas observadas y el clima, y describió las zonas de vegetación usando la latitud y la altitud. En 1804 reportó un número impresionante de especies, en particular plantas, para las cuales procuró explicar su distribución geográfica con respecto a datos geológicos. Uno de los trabajos más famosos de Humboldt fue la "Idea para una Geografía de Planta" (1805). Otros botánicos -importantes del tiempo fueron a Aimé Bonpland y Eugenius Wanning. En la historia de la ecología existieron tres personajes en particular que impulsaron el desarrollo de la Biología y la Geografía. El primero de ellos fue Lamarck, autor de la primera teoría de la evolución. Este teórico propuso que, puesto que el medio ambiente está en constante transformación, los organismos necesitan cambiar y realizar un esfuerzo por lograrlo, y que éste es uno de los mecanismos de la evolución de los seres vivos. En segundo lugar, es obligatorio citar al distinguido geólogo inglés Charles Lyell quien pensó que la corteza terrestre y sus diversas formaciones son resultados de cambios que suceden desde el origen hasta el momento actual. Por último, el más famoso de los evolucionistas, Charles Darwin, quien fundó la teoría de la evolución. En 1850 publicó el trabajo "El Origen de las Especies" y enfatizó la adaptación de los organismos a su medio ambiente a través de la selección natural. Por medio de sus observaciones, se dio cuenta de que el medio ambiente está en constante cambio. Propuso que los organismos están sujetos a un proceso de variación que conduce a la selección natural de los organismos mejor dotados para sobrevivir y reproducirse ante las nuevas condiciones. Alfred Wallace, contemporáneo y competidor de Darwin, fue él primero en proponer una geografía de especies animales. Varios autores reconocieron entonces que las especies eran bastante dependientes las unas de las otras y las agruparon en especies de plantas, especies de animales, y más tarde en comunidades o biocenosis. El término biocenosis fue usado por primera vez en 1877 por Karl Môbius. En este tiempo el pensamiento ecológico se expandió con los trabajos de los ciertos científicos Eduard Suess, Henry Chandler Cowles y Vladimir Vernadsky. Durante el siglo XIX, la ecología floreció debido a nuevos descubrimientos químicos Lavoisier y Saussure del ciclo de nitrógeno. Después de observar el hecho de que la vida se desarrolla sólo dentro de límites estrictos de la atmósfera, hidrosfera y litosfera, el geólogo Eduard Suess propuso la biosfera (bios - vida, sphere -esfera, globo) como término en Suess propuso la biosfera" como nombre para las condiciones que promueven la vida como aquellos encontrados en la Tierra, que incluyen flora, fauna, minerales y otra materia. 4

5 En 1913 se crea la Sociedad Ecológica Británica, Aparecen revistas especializadas en ecología como- Journal of ecology (1913), Ecology (1920), Ecological moniographs (1931) y Journal of animal ecology (1932). En el año 1920 Vladimir Vernadsky, un geólogo ruso detalló la idea de la biosfera con su trabajo "La biosfera" (1926), y describió los principios fundamentales de los ciclos biogeoquímicos. Él así redefinió la biosfera como la suma de todos los ecosistemas. Los primeros daños ecológicos fueron relatados en el siglo XVIII, cuando la multiplicación de colonias causó la deforestación. Desde el siglo XIX, con la Revolución industrial, las preocupaciones sobre el impacto de la actividad humana en el ambiente han crecido cada vez más. El término ecologista se comenzó a usar desde el final del siglo XIX. En 1935 Arthur Tansley, el ecologista británico, usó el término ecosistema como el sistema interactivo establecido entre la biocenosis (el grupo de criaturas vivas), y su biotopo, el ambiente en el cual ellos viven. La ecología se convirtió en la ciencia de los ecosistemas. A base de su teoría, el biólogo Eugene Odum escribió un libro que se uso como base de muchos biólogos y ecólogos. A los principios del siglo XX, Henry Cowles era uno de los fundadores del estudio de la ecología dinámica", con su estudio de la sucesión ecológica en las Dunas del Lago Michigan. La sucesión ecológica es el proceso por el cual una comunidad natural se mueve del nivel más simple de la organización a una comunidad más compleja. Teoría e investigación ecológica moderna. La influencia de la ecología en las ciencias sociales y la humanidad. Ecología humana. La ecología humana comenzó en los años veintes, por el estudio de los cambios de la sucesión de la vegetación en la ciudad de Chicago. Se hizo un campo de estudio distinto en los años setenta. La gente modifica enormemente el ambiente por el desarrollo del hábitat (por ejemplo, en la planificación urbana), por actividades de explotación intensivas como alojamiento y pesca, y como efectos secundarios de agricultura, minería e industria. En años recientes la ecología humana ha sido un tema que ha interesado a los investigadores de diversas organizaciones. La teoría Gaia, propuesta por James Lovelock, con su trabajo "Gaia: una Nueva Mirada a la Vida en la Tierra", formó la idea de que la Tierra debería ser considerada como un solo macroorganismo vivo. En particular, se sostuvo que el conjunto de organismos vivos ha desarrollado una capacidad de controlar el ambiente global influyendo sobre los principales parámetros físicos como la composición de la atmósfera, el nivel de la evaporación, la química del suelo y océanos para mantener condiciones favorables de vida. Esta visión creció después de la Segunda Guerra Mundial con las actividades humanas como la energía nuclear, industrialización, contaminación y sobreexplotación de recursos naturales, relacionadas con el crecimiento demográfico exponencial, amenazando 5

6 con crear catástrofes en una escala planetaria. Desde el siglo XIX, muchas personas han usado la ecología para apoyar sus posiciones por motivos políticos o económicos. Por consiguiente, el trabajo científico de la ecología influye directamente en la política y el debate político; éstos por su parte a menudo dirigen la investigación ecológica. La ecología y la política global.- La ecología se hizo parte central de la política del Mundo tan pronto como en 1971, la ONU lanzó un programa de investigación llamado Hombre y Biosfera, con el objetivo de obtener un conocimiento creciente sobre la relación mutua entre los seres humanos y naturaleza. Unos años más tarde esto definió el concepto de Reserva de la Biosfera. En 1972, las Naciones Unidas sostuvieron la primera conferencia internacional sobre el ambiente humano en Estocolmo. Esta conferencia era el origen de la frase "Piensan Globalmente, Actúan Localmente". Los siguientes hechos principales en la ecología eran el desarrollo del concepto de biosfera y el aspecto de términos "diversidad biológica" - o ahora más comúnmente biodiversidad en los años ochenta. Estos términos fueron desarrollados durante la Cumbre de la Tierra en Río de Janeiro en 1992, donde el concepto de la biosfera fue reconocido por las organizaciones internacionales principales, y los riesgos asociados con reducciones de la biodiversidad fueron reconocidos en público. En 1997, los peligros que la biosfera enfrentaba fueron reconocidos a nivel internacional en la conferencia donde se aprobó el Protocolo Kyoto. En particular, esta conferencia destacó los peligros crecientes del efecto invernadero, relacionado con la concentración creciente de gases de invernadero en la atmósfera, conduciendo a cambios globales del clima. En Kyoto, la mayor parte de las naciones del mundo reconocieron la importancia de considerar a la ecología desde un punto de vista global por una escala mundial y tomar en cuenta el impacto de la gente en el ambiente de la Tierra. Relación de la Ecología con otras Disciplinas y Ciencias. La ecología es una ciencia multidisciplinaria que utiliza herramientas de otras ramas de la ciencia, especialmente Biología, Geografía, Geología, Meteorología, Física, Química, Matemática, etc. Está directamente relacionada con las ciencias biológicas tales como Botánica, Zoología, Microbiología, Morfología, Fisiología, Genética y Bioquímica entre otros. Zoología Botánica Geografía Geología Hidrología Fisiología Ecología Etología Genética Bioquímica Física Química Biogeoquímica Matemáticas Bioenergética Biotecnología 6

7 IMPORTANCIA DE LA ECOLOGÍA. La ecología es una ciencia biológica independiente. Estudia la interacción de los organismos con su medio ambiente y entre si, así como la composición, la estructura y las funciones de los microsistemas biológicos. La ecología se encarga de explicar los mecanismos para preservar y mantener el equilibrio ecológico en la naturaleza. Esto es muy importante para la protección del medio ambiente y de los millones de especies vegetales y animales que están en peligro de extinción. Los conocimientos ecológicos contribuyen al uso racional de los recursos biológicos y al mejoramiento de las condiciones vitales de la raza humana. Actividades de cierre del encuadre. En base a las conclusiones, elaboren un resumen del tema La ecología, una ciencia indispensable para la vida, y compártanla en el grupo. Cometarios complementarios por parte del asesor. 1.- BIOSFERA. Actividades de apertura. De manera individual, realiza un dibujo donde muestres lo que para ti signifique el término Biosfera. Peguen sus dibujos en la pared. Realicen un recorrido observando cada uno de ellos. Mediante una lluvia de ideas, comenten lo observado. Actividades de desarrollo. Después de leer de manera individual el tema de la biosfera, intégrense en equipo de máximo cinco estudiantes, Escojan una forma creativa para exponerlo en asesoría grupal. El término Biosfera fue introducido en 1875 por el geólogo Eduard Suess y desde 1920 con los del científico Vladimir Vernadsky encontró aplicación permanente en la ecología, La biosfera es un concepto de mayor importancia en la geología, astronomía, geoquímica, biogeografía, etc., y en general en todas las ciencias que tratan sobre la vida en la Tierra. Incluye a todos los ecosistemas de la tierra ya sean grandes o pequeños. Es difícil descubrir cómo o de qué manera surgió este fenómeno de vida en nuestro planeta... el hecho más importante es que, después de esa cadena de sucesos trascendentales, una gran cantidad de comunidades vivientes, incluyendo la nuestra, han encontrado un refugio donde vivir: esta delgada capa terrestre denominada Biósfera, que literalmente se define como "esfera de vida". La biósfera es el sistema que abarca a todos los seres vivientes de nuestro planeta y a su hábitat; es decir, el lugar donde se desarrolla su ciclo vital: el aire, el agua y el suelo donde desde los organismos más diminutos hasta las imponentes especies de plantas y animales, han encontrado el sustento para sobrevivir. 7

8 Su función principal es garantizar el ciclo bioquímico de la materia, lo que significa la circulación de los gases agua u otra materia entre la atmósfera, el suelo, la hidrosfera y los seres vivos. La evolución de la biosfera está relacionada con la evolución de la Tierra como cuerpo celeste y los cambios en su suelo, l a evolución biológica y el desarrollo de la humanidad. Incluye la troposfera (la parte inferior de la atmósfera), la litosfera con los organismos del suelo y la parte y la parte superior de la hidrosfera. La biosfera es no solo la más vieja sino el ecosistema más grande. 1.1 Estructura de la Tierra.- El límite interior de la vida alcanza la profundidad de 2-3 km, es donde son encontrados microorganismos en los yacimientos de petróleo. La cantidad más grande de microorganismos del suelo se encuentra en la capa superficial del suelo hasta 100 cm de profundidad. Las condiciones de vida allá son muy favorables: buena ventilación, temperatura, humedad, existencia de sustancias orgánicas, etc Atmósfera. Es la capa gaseosa (aérea) que envuelve a la Tierra. El límite superior hasta donde existe vida es entre 20 y 45 km sobre la superficie de la Tierra. La capa de ozono impide que los rayos ultravioletas y los rayos cósmicos alcancen el suelo. A esta altura se encuentran solo esporas de algunos microorganismos. En la capa más baja a la altura del suelo se encuentra la más grande cantidad de organismos, tales como insectos, aves, microorganismos y virus. Está constituida por una mezcla de gases: Oxígeno (O 2 ): esencial para la vida de todos los organismos. Dióxido de carbono: (CO 2 ): que se libera como producto de la respiración de plantas, animales y otros seres vivos. Nitrógeno (N 2 ): el más abundante y muy importante para la vida de nuestro planeta Troposfera. La capa más baja de la atmósfera, conocida como troposfera, se extiende de la superficie desde la superficie de la Tierra hasta más allá de las nubes que se pueden ver normalmente. En esta zona de la atmósfera, el aire es más frío a medida que la altitud es mayor. Entre la troposfera y la siguiente capa de la atmósfera, la estratosfera, está la tropopausa. La tropopausa es simplemente el punto de mínima temperatura entre las dos capas, y su altitud varía alrededor de la Tierra. La tropopausa suele estar a un os ocho kilómetros del suelo en las regiones polares y a unos kilómetros de altura en los trópicos Litosfera. Está formada por la corteza terrestre y por una zona externa del manto, una capa blanda" que forma parte del manto superior. Tiene un grosor que varía aproximadamente entre 100 km para los océanos y 150 km para los continentes, y es la zona donde se produce, en interacción con la astenosfera, 8

9 las placas tectónicas. La litosfera está fragmentada en una serie de placas tectónicas o litosféricas Hidrosfera. La palabra hidrosfera (del griego hydros - agua y sphaíra - esfera) describe el agua que se encuentra abajo, en y sobre la superficie de la Tierra. Casi tres cuartas de la corteza terrestre están cubiertas por agua. El agua que forma la hidrosfera se reparte entre varias unidades, que en él orden de mayor a menor volumen son: Los océanos - cubren dos terceras partes de la superficie terrestre con una profundidad típica de a m. Los glaciares - cubren parte de la superficie continental (los dos grandes glaciares son Groenlandia y la Antártida, y los glaciares de montaña son de menor dimensión). En la litosfera, bajo la superficie de la tierra el agua subterránea, que se encuentra en las rocas porosas y en el interior de las rocas. En la atmósfera en forma de nubes y vapor de agua. En la biosfera, formando parte de plantas y animales. 1.2 Estructura de la biosfera. La biosfera es la unidad de todos los ecosistemas. Incluye: La materia viva (los organismos); La materia biogénica (productos derivados de la materia viva petróleo, carbono). Productos no vivos, transformaciones de la materia viva (agua, suelo, rocas, materiales radioactivos, materiales cósmicos, etc.) 1.3 Funciones de la Biosfera. La Biosfera es un sistema dinámico mediante el cual se realiza la recepción, uso y traslado de la energía y la materia vía intercambio de sustancias entre los seres vivos y el medio ambiente. Sus funciones básicas son: Generación de energía - a través deja fotosíntesis la energía del Sol se transfiere en energía química y se sintetizan sustancias orgánicas. Mantenimiento de la composición de la atmósfera - la función se realiza mediante la fotosíntesis y la respiración de las plantas verdes y-de los organismos. Acumulación de elementos - los organismos vivos extraen y acumulan diferentes elementos biogénicos. Este proceso explica la composición química diferente de la materia viva y la materia muerta. Desintegración - debido a los microorganismos se lleva a cabo la desintegración de las sustancias orgánicas muertas, su mineralización y regreso de nuevo en el intercambio de las sustancias. Debido a la organización y las funciones de la biosfera se mantiene un equilibrio dinámico. 1.4 El hombre y la Biosfera. 9

10 La actividad antropogénica acelerada de los seres humanos, especialmente durante las últimas tres décadas, llevó a una serie de cambios en la biosfera de la tierra. Hasta los años cincuenta del siglo XX, más del 40% de la superficie terrestre ha sido drásticamente transformada por las actividades de los seres humanos, como el cultivo de la tierra, creación de campos cultivados, desarrollo de prácticas ganaderas, agrícolas y forestales, construcción de viviendas, edificios, industria, vías de comunicación, infraestructura y redes de energía eléctrica, explotación de los recursos naturales, etc. La calidad de vida y del medio ambiente se deteriora, y tiene consecuencias negativas y graves para las plantas, animales, y microorganismos a todos los niveles de organización de la naturaleza viva. Hablamos de deterioro del equilibrio ecológico. Actividades de cierre. Posterior a las exposiciones de los equipos, globalicen la información y en equipo elaboren una conclusión general, léanlo en el grupo. 2.- CICLOS BIOGEOQUÍMICOS EN LA NATURALEZA. Actividades de apertura. Mediante una lluvia de ideas digan con una palabra Qué es para ti un ciclo biogeoquimico? Anotar en el pintarron las palabras clave. Se integran en equipo y elaboren un enunciado que relacione las palabras clave. Coméntenla en la asesoría grupal. Actividades de desarrollo. Después de leer de manera individual el tema ciclos biogeoquímicos, intégrense en equipo de máximo cinco estudiantes, sortear los ciclos carbono, oxígeno, nitrógeno, hidrógeno, fósforo, azufre y elaboren una maqueta o un dibujo para explicarlo en la asesoría grupal. Como resultado de los procesos de autorregulación en los cuales participan todos los componentes de los ecosistemas, las sustancias hacen ciclos en la biosfera. El flujo de la energía solar tiene solo un sentido, lo que significa que una vez usada por los organismos ya no regresa al Sol. Para el funcionamiento normal de los seres vivos se necesitan grandes cantidades de macronutrientes tales como carbono, oxígeno, nitrógeno, hidrógeno, fósforo, azufre, calcio, magnesio, etc. y micronutrientes como hierro, zinc, cobre, cloro, yodo, etc. Se denomina ciclo biogeoquímico al movimiento de cantidades masivas de carbono, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, calcio, sodio, sulfuro, fosforo y otros elementos entre los componentes vivientes y no vivientes del ambiente (atmósfera y sistemas acuáticos) mediante una serie de procesos de producción y descomposición. 10

11 Gracias a los ciclos biogeoquímicos, los elementos se encuentran disponibles para ser usados una y otra vez por otros organismos; sin estos ciclos la vida se extinguiría. Como resultado de la actividad humana el ciclo natural creado durante millones de años puede ser perturbado y llevar a la destrucción de la biosfera. 2.1 C Ciclo del carbono. El carbono se contiene en la atmósfera (dióxido de carbono), así como en la hidrosfera (carbonatos solubles), biosfera (carbono de las sustancias orgánicas) y litosfera (minerales carbonatos, combustibles carbón, petróleo, gas natural, grafito, diamantes, etc.). Es uno de los elementos más importantes de la Tierra. Participa en todas las sustancias orgánicas de las cuales están formados los seres vivos. Durante la fotosíntesis, las plantas combinan el dióxido carbono del aire e hidrógeno del agua para hacer hidratos de carbono. Algunos de estos hidratos de carbono almacenados en los tejidos de la planta. Los otros usados por la planta para la energía. Cuando aquella planta es comida, las células del animal dividen los tejidos de la planta durante la digestión. Este libera el carbón almacenado y otros nutrientes en el sistema del animal. Cuando el animal respira (exhala), el dióxido de carbono es liberado en el aire (atmósfera) y el ciclo puede comenzar otra vez. La respiración no es el único modo que lleva el carbón al aire. El carbón y/o el dióxido de carbono también son liberados cuando las plantas y los animales muertos se descomponen y cuando se queman los combustibles fósiles. Como resultado del ciclo natural del carbono se mantiene un nivel de dióxido de carbono constante en la atmósfera. 2.2 O Ciclo del oxigeno. El oxígeno es indispensable para la vida. Su cantidad en el aire es de alrededor de 21%, en la corteza terrestre, un 46.7% y en los océanos como componente del agua 87%. Las plantas verde son clave en el cuidado del ciclo del oxigeno. Durante la fotosíntesis, las plantas usan el agua del suelo, energía del sol y dióxido de carbono para hacer azucares simples. Durante este proceso, las moléculas son partidas en sus elementos básicos. Los elementos básicos en una molécula de agua son átomos de hidrogeno y oxigeno. En la 11

12 fotosíntesis, el hidrogeno es combinado con átomos de carbono. Esto permite que el oxigeno sea liberado en la atmosfera como uno de los productos de la fotosíntesis En el proceso de la respiración, el oxígeno actúa como aceptor final para los electrones retirados de los átomos de carbono de los alimentos. El producto es agua. El ciclo se completa en la fotosíntesis cuando se captura la energía de la luz para alejar los electrones respecto de los átomos de oxígeno de las moléculas de agua. Los electrones reducen los átomos de carbono (de bióxido de carbono) a carbohidrato. Al final se produce oxígeno molecular y así el ciclo se completa. Por cada molécula de oxígeno utilizada en la respiración celular, se libera una molécula de bióxido de carbono. Inversamente, por cada molécula de bióxido de carbono absorbida en la fotosíntesis, se libera una molécula de oxígeno. 2.3 N El nitrógeno es el gas más común encontrado en la atmosfera, que contiene 79% de nitrógeno. Es necesario para el crecimiento de las plantas. Es indispensable para la supervivencia de todos los ecosistemas. Esto se debe a que la mayoría de los organismos no puede utilizar nitrógeno en forma elemental, es decir: como gas N2. Para que las plantas puedan sintetizar proteína tienen que obtener el nitrógeno en forma "fijada", es decir: incorporado en compuestos Fijación del Nitrógeno. La molécula de nitrógeno, N2, es bastante inerte. Para separar los átomos, de tal manera que puedan combinarse con otros átomos, se necesita el suministro de grandes cantidades de energía. Tres procesos desempeñan un papel importante en la fijación del nitrógeno en la biosfera. Uno de estos es el relámpago. La energía enorme de un relámpago rompe las moléculas de nitrógeno y permite que se combinen con el oxígeno del aire. Los óxidos de nitrógeno formados se disuelven en el agua de lluvia y forman nitratos. En esta forma pueden ser transportados a la tierra. La fijación atmosférica del nitrógeno probablemente representa un 5-8% del total. Las bacterias son capaces de fijar el nitrógeno atmosférico tanto para su huésped como para sí mismas. En efecto, la capacidad para fijar nitrógeno parece ser exclusiva de los procariotes. Otras bacterias fijadoras del nitrógeno viven libremente en el suelo. También algunas algas verde-azules son capaces de fijar en nitrógeno y desempeñan un papel importante en el mantenimiento de la fertilidad en medios semiacuáticos como campos de arroz. 12

13 2.3.2 Descomposición. Las proteínas sintetizadas por las plantas entran y atraviesan redes alimentarias al igual que los carbohidratos. En cada nivel trófico se producen desprendimientos hacia el ambiente, principalmente en forma de excreciones. Los beneficiarios terminales de los compuestos nitrogenados orgánicos son microorganismos de descomposición. Mediante sus actividades, las moléculas nitrogenadas orgánicas de las excreciones y de los cadáveres son descompuestas y transformadas en amoniaco Nitrificación. El amoniaco puede ser absorbido directamente por las plantas a través de sus raíces y, como se ha demostrado en algunas especies, a través de sus hojas. (Estas últimas, cuando se exponen a gas de amoniaco previamente marcado con isótopos radiactivos, incorporan amoniaco en sus proteínas). Sin embargo, la mayor parte del amoníaco producido por descomposición se convierte en nitratos. Este proceso se cumple en dos pasos. Las bacterias del género nitrosomonas oxidizan el NH3 y lo convierten en nitritos (NO2-). Los nitritos son luego oxidados y se convierten en nitratos (NO3-) mediante bacterias del género Nitrobacter. Estos dos grupos de bacterias quimioautotróficas se denominan bacterias nitrificantes. A través de sus actividades (que les suministran toda la energía requerida para sus necesidades), el nitrógeno es puesto a disposición de las raíces de las plantas Desnitrificación. Si el proceso descrito antes comprendiera el ciclo completo del nitrógeno, estaríamos ante el problema de la reducción permanente del patrimonio de nitrógeno atmosférico libre, a medida que es fijado comienza el ciclaje a través de diversos ecosistemas. Otro proceso, la desnitrificación, reduce los nitratos a nitrógeno, el cual se incorpora nuevamente a la atmósfera. Así, otra vez, las bacterias son los agentes implicados. Estos microorganismos viven a cierta profundidad en el suelo y en los sedimentos acuáticos donde existe escasez de oxígeno. Las bacterias utilizan los nitratos para sustituir al oxígeno como aceptor final de los electrones que se desprenden durante la respiración. Al hacerlo así, las bacterias cierran el ciclo del nitrógeno. 2.4 P Ciclo del fósforo. El ciclo del fosforo está entre la litosfera y la hidrosfera. El fósforo es un componente esencial de los organismos. Forma parte de los ácidos nucleicos (ADN Y ARN), de los fosfolípidos que forma las membranas celulares, de los huesos y dientes de los animales, etc. Ésta se encuentra en pequeñas cantidades en las plantas en proporciones de un 0.2%, aproximadamente. En los animales hasta el 1% de su masa puede ser fósforo Ciclo: el fósforo se encuentra en el suelo en forma de minerales que se extraen de las plantas, que lo transforman en fósforo de la materia orgánica. De las plantas el fósforo pasa a los organismos de los animales. El fósforo sobrante se separa con 13

14 la orina. Los restos de los animales y plantas muertos caen en el suelo y así se cierra el ciclo. Este es el ciclo del fósforo orgánico. Existen bacterias que transforman el fósforo orgánico en fósforo inorgánico. Los fosfatos se reciben de las rocas que con las lluvias caen en los océanos y los mares. El fitoplancton recibe parte de estas sustancias y a través de la cadena alimenticia el fósforo pasa a los peces y las aves. El ciclo del fósforo es limitado entre el suelo. Los seres vivos y el agua. 2.5 S Ciclo del azufre. Este ciclo dura millones de años. En la naturaleza hay grandes cantidades de sulfatos y sulfitos. El azufre entra en la composición de las proteínas y de esta manera es un elemento absolutamente esencial, para todos los seres vivos. Los sulfitos se encuentran en la corteza terrestre. El ciclo del azufre comprende el paso desde el suelo(o el agua) a las plantas y animales, y de regreso al suelo o al agua. Sin embargo, existen vacios en el ciclo interno. Algunos de los compuestos sulfúricos presentes en el suelo son llevados al mar por los ríos. Este azufre se perdería y escaparía del ciclo terrestre si no fuera por un mecanismo que lo devuelve a la tierra. Tal mecanismo consiste en convertirlo en compuestos gaseosos tales como el ácido sulfhídrico (H2S) y el bióxido de azufre (SO2). Estos penetran en la atmosfera y son llevados a tierra firma. Generalmente son lavados por las lluvias, aunque parte del bióxido de azufre puede ser directamente absorbido por las plantas desde la atmósfera. 2.6 H 2 O El agua existe en la Tierra en tres estados: sólido (hielo, nieve), líquido y gas (vapor de agua). Océanos, ríos, nubes y lluvia están en constante cambio: el agua de la superficie se evapora, el agua de las nubes precipita, la lluvia se filtra por la tierra, etc. Sin embargo, la cantidad total de agua en el planeta no cambia. La circulación y conservación de agua en la Tierra se llama ciclo hidrológico, o ciclo del agua. Cuando se formó, hace aproximadamente cuatro mil quinientos millones de años, la Tierra ya tenía en su interior vapor de agua. En un principio, era una enorme bola en constante fusión con cientos de volcanes activos en su superficie. El magma, cargado de gases con vapor de agua, emergió a la superficie gracias a las constantes erupciones. Luego la Tierra se enfrió, el vapor de agua se condensó y cayó nuevamente al suelo en forma de lluvia. El ciclo hidrológico comienza con la evaporación del agua desde la superficie del océano. A medida que se eleva, el aire humedecido se enfría y el vapor se 14

15 transforma en agua: es la condensación. Las gotas se juntan y forman una nube. Luego, caen por su propio peso: es la precipitación. Si en la atmósfera hace mucho frío, el agua cae como nieve o granizo. Si es más cálida, caerán gotas de lluvia. Una parte del agua que llega a la tierra será aprovechada por los seres vivos; otra escurrirá por el terreno hasta llegar a un río, un lago o el océano. A este fenómeno se le conoce como escorrentía. Otro poco del agua se filtrará a través del suelo, formando capas de agua subterránea. Este proceso es la percolación. Más tarde o más temprano, toda esta agua volverá nuevamente a la atmósfera, debido principalmente a la evaporación. Al evaporarse, el agua deja atrás todos los elementos que la contaminan o la hacen no apta para beber (sales minerales, químicos, desechos). Por eso el ciclo del agua nos entrega un elemento puro. Pero hay otro proceso que también purifica el agua, y es parte del ciclo: la transpiración de las plantas. Las raíces de las plantas absorben el agua, la cual se desplaza hacia arriba a través de los tallos o troncos, movilizando consigo a los elementos que necesita la planta para nutrirse. Al llegar a las hojas y flores, se evapora hacia el aire en forma de vapor de agua. Este fenómeno es la transpiración. Actividades de cierre. Se da por parte del asesor una retroalimentación del tema. Los estudiantes contestan y entregan al asesor el siguiente cuestionario, en la próxima asesoría grupal. 1.- Qué es la biosfera? 2.- Menciona en que capa de la atmósfera ocurren los fenómenos meteorológicos. 3.- Qué cantidad de agua dulce aproximadamente tiene el planeta tierra? 4.- Qué partes componen la hidrosfera? 3.- BIOMAS. Actividades de apertura. De manera individual dibuja un bioma, pégalo frente a tu butaca. Socialicen su dibujo con el resto del grupo. Saquen una conclusión grupal. Actividades de desarrollo. Realiza una lectura relacionada con los diferentes tipos de biomas terrestres y marinos que existen en el planeta. Después de realizar la lectura anterior, en equipo elaboren un cuadro sinóptico sobre los diferentes tipos de biomas terrestres, para explicarlo en la asesoría grupal.. Investiga y anota en el siguiente cuadro qué tipos de bioma (s) existen en tu comunidad y la región del entorno. 15

16 Nombre de la comunidad Bioma terrestre Bioma marino Coloca en cada uno de los cuadros en blanco lo que se te pide de cada bioma. Desierto Pastizal Bosque tropical Tundra Océano Bioma Flora Fauna Clima Representa a través de una maqueta o cartel los diferentes biomas terrestres y marinos, (una por equipo), para exposición en la asesoría grupal. Los biomas son partes de la biosfera. Un Bioma es un conjunto de ecosistemas de estructura y organización semejante que se desarrolla sobre una gran extensión de la superficie del planeta terrestre o acuático. Los biomas incluyen comunidades de seres vivos tales como microorganismos, plantas y animales. Estas comunidades se forman en función al entorno físico en un área determinada por ejemplo: los desiertos, las praderas, los bosques tropicales son biomas. Los biomas terrestres normalmente se basan en las estructuras vegetales dominantes (bosques y praderas). Los ecosistemas que pertenecen a un bioma funcionan de forma parecida, aunque pueden estar compuestos de especies muy diferentes. Todos los bosques comparten algunas propiedades del ciclo de los nutrientes, las perturbaciones o la biomasa. Estas propiedades difieren de las de las praderas. Los biomas marinos normalmente se basan en propiedades biogeoquímicas. Los biomas son regiones en el mundo. Algunos científicos investigan como los biomas del mundo responden a los cambios del clima. Existen cinco tipos principales de biomas: acuático, desierto, bosque, pradera y tundra. Los otros dividen los biomas más detalladamente. Los bosques son divididos en selva 16

17 tropical, bosque templado, chaparral y taiga; los prados son divididos en sabana y prados templados; y el bioma acuático en agua dulce y salada. BIOMAS BIOMAS CLIMA CÁLIDO BIOMAS CLIMA TEMPLADO Selva Tropical Sabana Bosques Templados Praderas BIOMAS CLIMA FRÍO BIOMAS CLIMA SECO Taiga Tundra Desiertos Estepas BIOMAS MARINOS 3.1 Biomas de clima cálido Selva tropical. Las selvas tropicales ocupan extensas superficies cercanas al centro del Ecuador en Centro y Sudamérica, África, Asia y Oceanía, y prosperan en climas muy húmedos y calurosos, estando provistas de lluvias abundantes, sino también se ríos caudalosos que experimentan crecidas violentas en otoño. Una jungla es una selva húmeda con vegetación arbustiva muy densa que crece a lo largo de las riberas de los ríos. Clima.- Cálido húmedo. Flora.- Los árboles son muy altos y de una gran variedad de especies. La vegetación es abundante en pisos y niveles y tan densa que solo un poco de luz alcanza el suelo forestal. Fauna.- Felinos como el ocelote, jaguar, tucán, monos, el perezoso, boas, y animales más pequeños. Gran variedad de insectos. El bosque tropical excede todos los otros biomas en la diversidad de sus animales así como las plantas. La mayor parte de los animales mamíferos y reptiles, así como aves e insectos viven en l os árboles Sabana Las sabanas en África y América son llanuras de clima cálido con temporadas secas y húmedas. Flora - Extensos pastizales, arbustos y árboles medianos. 17

18 Fauna - Diversos animales como elefantes, leones, antílopes, jirafas, cebras, hienas, búfalos, gacelas y otros herbívoros. 3.2 Biomas con clima templado Bosques templados. Este bioma ocupa la mitad del Este de los Estados Unidos y una gran parte de Europa. Se caracteriza por: Clima - Temperatura en estaciones, lluvias moderadas. Flora - Árboles de madera dura (por ejemplo, haya, álamos. Arce, nogal americano) que son de hoja caduca; es decir cambia sus hojas en el otoño. El número de especies diferentes es mucho más limitado que en la selva. Fauna -Diversos especies animales como ardillas, osos, zorros, jabalís, castores, etc. El hombre destruye cada día más bosques para usar la madera y desarrollando la agricultura Praderas. El bioma de la pradera se encuentra en zonas con lluvia de 25 a 75 cm por año cifra insuficiente para el sustento de un bosque y superior a la normal en un desierto verdadero. Se encuentra terreno de prado en el interior de los continentes y son bien conocidas las praderas del occidente de los Estados Unidos, y las de Argentina, Australia, Rusia y Siberia. Clima - Templado. Flora - Abundan las plantas herbáceas, con escasos arbustos y árboles. Fauna - Existen aves, reptiles y pequeños mamíferos, como liebre, venado cola blanca, coyote, búhos, búhos, zorros, lechuzas, etc., Los fuegos causados por relámpagos y por la gente son regulares. Gracias a sus tallos subterráneos, las hierbas no son dañadas por el fuego que destruye la mayor parte de arbustos y árboles. 3.3 Biomas con clima frío Taiga. Se encuentra en Rusia y significa bosque frío. También hay taiga en América del Norte. Clima. Frio Flora. Es una tierra dominada por coníferas, sobre todo pinos y abetos. Tiene muchos lagos y pantanos. Fauna.- Es poblada por una variedad limitada de plantas y animales con pelaje grueso como osos, alces, zorro plateado. En invierno 18

19 algunos de estos animales entran en hibernación y muchas de las aves van migrando al sur. El alce es un miembro típico en el bioma de la taiga de la Columbia Británica Tundra. Se encuentra entre las zonas polares y la taiga. Hay grandes extensiones de tundra en el hemisferio norte, en el extremo del sur de América. También este bioma se encuentra en las zonas altas de las montañas tales como los Alpes, los Pirineos, etc.. En latitudes extremas, los árboles de la taiga se atrofian por la dureza del clima subártico. Finalmente, desaparecen dejando lagos y una tierra dura. Clima. Es tan frío en invierno que hasta los días largos del verano son incapaces de descongelar la tierra bajo las capas superficiales de suelo. Flora. Musgos, una amplia variedad de líquenes y algunas hierbas y plantas anuales de crecimiento rápido domina el paisaje durante la corta época de verano. Fauna. Los Caribú se alimentan de estas plantas así como hacen los numerosos insectos. Los animales que viven aquí son el lobo, oso polar, reno, moscas, focas, lobos marinos, entre otros. Se adaptaron al frío con su pelo grueso, orejas pequeñas, patas con plumas, etc. 3.4 Biomas con clima seco Desiertos. Están cerca de los trópicos, por ejemplo, el desierto del Sahara, Kalahari, los desiertos en Australia, o en Sonora, etc. Clima.-Seco cálido. La temperatura puede rebasar 50 o C, con menos de 25 mm de precipitación por año, o en zonas cálidas, con lluvias más copiosas pero con distribución no uniforme durante el ciclo anual. Flora. La vegetación es poco densa y consta de arbustos con adaptaciones a la sequía, artemisas y cactus. Fauna. Escorpiones, reptiles, insectos, camellos, pequeños mamíferos y aves (muchos de ellos adaptados a escapar el calor durante el día y cazando durante la noche). Algunos tienen pequeñas oasis con manantiales y vegetación Estepa. Rodean a los grandes desiertos, por ejemplo en norte y sur de África, en Australia, en el sur de México, etc. Clima - Seco durante el verano caluroso, en el invierno es frío. Flora - Vegetación de escasa altura, con hojas pequeñas, arbustos, cactus, matorrales. Fauna - Antílopes, reptiles, insectos, hámsteres, ratones, canguros en Australia y ñandú en América, etc. 19

20 3.4.3 Chaparral. Clima - Regiones del mundo con lluvias relativamente abundantes en invierno pero con veranos secos. Flora - Árboles y arbustos de hojas gruesas y duras adaptadas a la sequía con mecanismos tales como capas céreas, impermeables en sus hojas, robles. Este tipo de vegetación se llama "xerófila. Durante los veranos secos y calurosos es constante el peligro de fuego. Las comunidades del chaparral son muy extensas en California y en la costa norte occidental de México, a lo largo del Mediterráneo, Chile y a lo largo de la costa sur de Australia. Las viñas, las aceitunas, y los higos prosperan en el bioma Mediterráneo. En el bioma de Australia hay muchos árboles de eucalipto. Fauna - La diversidad del chaparral, un medio ambiente bastante uniforme, soporta relativamente pocas especies como insectos, ratas del bosque, ardillas, lagartos y otros. Un ave característica del chaparral es el chochín herrerillo. En el Mediterráneo las aves migratorias llegan en primavera y lo abandonan antes del comienzo del invierno. 3.5 Biomas marinos. Los biomas acuáticos pueden ser marinos (agua salada) o dulceacuícolas. Los biomas marinos son básicamente dos: el oceánico y el litoral, caracterizados por la diferente profundidad que alcanzan las aguas y por la distancia de la costa. La zona litoral se caracteriza por la luminosidad de sus aguas, escasa profundidad y abundancia de nutrientes. En ella se concentran algas, moluscos, planctón, moluscos y arrecifes de coral. Tortugas, focas y peces óseos son comunes aquí. La temperatura del agua depende más de la temperatura del aire. La zona oceánica se caracteriza por tener una banda iluminada pero también grandes profundidades sin luz. En estas regiones los seres acuáticos se han adaptado a vivir sin ella y a estar sometidos a grandes presiones. Los biomas dulceacuícolas son básicamente dos: las aguas estancadas de lagos y lagunas; y las aguas corrientes de ríos y arroyos. Actividades de cierre. En la siguiente sopa de letras encuentra y remarca las palabras que se indican a continuación: Desierto Chaparral Bosque tropical Tundra Bosque templado Océano Pradera Taiga T A G C H A Z U L M A R T H A E I D G C H U B O S Q U E T E M P L A D O L A P B B N N S D A I A R M H Q J U L I O R A O E D O D A L N L G R A N A D I T A S N S T E M C R L D O M V C U A H T D A M S Q E P E N C A E N I I I O T R E B L A A U R E N E I R O S C V E S J R R A N O S E B N A D A M C O H I N H A C G E S O L T 20

21 M D R G F O O L E Y D I V A G I R O M R E E I E U R S R L P A T R I A Z E P O O I A L P S E E T E A N A I T S I R H C P T C I E I L P S A L A O T R E I S E D I P I S D L O T O N A E C O R I D A D I C E A U N A S I G U G U A N A J U A T O A S E C H A P A R R A L R A C N A I L U L Enseguida coloca las palabras encontradas en la sopa de letras sobre el espacio al final de cada texto, según consideres que corresponda a su correcta definición. Son las regiones de la biosfera que reciben la máxima cantidad de insolación, así como precipitaciones superiores a 1,500 mm.. Son grandes extensiones de terreno que se encuentran cubiertas con pastizales y muy diversas hierbas. Son las zonas caracterizadas por las mínimas precipitaciones que reciben, inferiores a los 200 milímetros/año, y por el elevado grado de aridez. Es uno de los tipos de bioma marino. Son las extensiones ubicadas en las zonas polares, y se caracterizan por la escasa presencia de árboles. Son las regiones que se encuentran pobladas por diferentes especies de árboles que pierden su hoja en la época de otoño-invierno. Son las zonas que se encuentran ubicadas en el hemisferio norte, y se encuentran formadas por coníferas (pinos, abetos, etc.). Son comunidades vegetales dominadas por plantas de porte arbustivo y hoja perenne pequeña, denominados matorrales. 4.- ECOSITEMA. Actividades de apertura. Mediante lluvia de ideas los estudiantes dan respuesta a la pregunta Qué es un ecosistema?, se socializan las respuestas y sacan una conclusión. Actividades de desarrollo. En equipo realicen un recorrido por el plantel o comunidad, observen la diversidad de organismos existentes; marquen un área de 100 metros cuadrados, y en un frasco o caja recojan los organismos vivos de talla pequeña que encuentren en ella. Y realicen las actividades que se les solicita al final del tema. Realizar una lectura de análisis del tema, y elaborar en una hoja de rotafolio un cuadro sinóptico del ecosistema, para exponerlo en la asesoría grupal. Elaborar un colage que represente una cadena trófica, montar una galería con los trabajos y realizar un recorrido en la asesoría grupal, Llevar a cabo una plenaria y sacar una conclusión grupal. Ecosistema. Este término fue utilizado por primera vez por Tansley en 1935 con objeto de intentar conceptuar los complejos ambientales integrados por animales y plantas en un medio abiótico. La difusión del concepto de sistema en otras ciencias hizo que este concepto se extendiera entre la comunidad científica. 21

22 En los sistemas naturales tienen lugar intercambios de muchas clases, no sólo entre los organismos, sino también entre el mundo orgánico y el inorgánico. Estos ecosistemas pueden ser de muchas clases, formando una de las categorías de los distintos tipos de sistemas físicos del universo que van desde el universo como un todo hasta el átomo. A veces la zona que se estudia puede ser muy pequeña, como un árbol caído, pero la verdad es que estas zonas no están tan aisladas del resto, y por tanto no son ecosistemas auténticos. De hecho todo nuestro planeta constituye un solo ecosistema. 4.1 Componentes de los ecosistemas. En cualquier ecosistema podemos distinguir entre biocenosis y biotopo. Hablamos de biocenosis o comunidad para referirnos al conjunto de poblaciones que conviven en un mismo espacio. Población serían los individuos de la comunidad que pertenecen a la misma especie. Y llamamos biotopo a ese espacio en el que conviven un determinado número de poblaciones. Por tanto, la biocenosis sería el componente vivo del ecosistema, y biotopo sería el componente inerte. Por ejemplo, en la comunidad del bosque mediterráneo podemos identificar distintas poblaciones, por ejemplo, pinos, encinas, saltamontes, conejos, rebollones, ratones, zorros, lince, águila, etc., que formarían la biocenosis, y el biotopo caracterizado por los elementos no vivos que forman parte del medio, como el agua, el aire, el suelo o las rocas y por una serie de factores físico químicos, como la temperatura, la luz, la humedad, la presión o la salinidad, que forman las condiciones ambientales. Así, podríamos decir que el ecosistema es el conjunto formado por la biocenosis y el biotopo en que se desarrolla. Es una entidad o sistema formado por todos los seres vivos y factores del ambiente físico, circunscritos a una determinada localización que, al actuar entre sí, dan origen a un todo estructurado o a una unidad con estabilidad funcional. Biocenosis Zoocenosis Fitocenosis Microcenosis Biotopo Temperatura Humedad Suelo Aire Luz 4.2 Clasificación de los ecosistemas. Existe una gran diversidad de ecosistemas en la naturaleza. La distinción más importante se hace a base de la sustancia física en la que se basa el ecosistema, 22

23 distinguiendo así ecosistemas subacuáticos (o acuáticos) y subaéreos (terrestres). Ejemplo: Ecosistemas acuáticos: Marinos: De agua salada. Se clasifican de acuerdo con la zona determinada por la distribución de la luz y la proximidad del fondo. Continentales: Generalmente dulceacuícolas. Pueden ser a su vez: Abiertos: Los que se desarrollan en las aguas circulantes, como ríos y torrentes Cerrados: Los de aguas estancadas, como lagos y pantanos Ecosistemas terrestres: bosques, sabanas, tundras, praderas, etc. Los ecosistemas pueden ser naturales o artificiales (ecosistemas industriales, urbanos). Hay muchas formas de clasificar ecosistemas y el propio término se ha utilizado en contextos distintos. Los ecosistemas tienen las siguientes características principales: Están abiertos termodinámicamente y relativamente estables en tiempo y espacio; En ellos toman lugar los ciclos de la energía y la materia: En cada ecosistema se crea y existe una estabilidad dinámica ecológica en su estructura y procesos llamada homeostaza que depende de las posibilidades de autorregulación del ecosistema. Bajo el concepto estabilidad ecológica se entiende un balance entre los componentes y los procesos dentro del ecosistema y entre ella y el medio ambiente a todos niveles. Como ya sabemos los elementos principales del ecosistema son la biocenosis y el biotjpo que incluyen los siguientes Factores bióticos. 4.3 Factores bióticos. Materia inorgánica. Carbono, nitrógeno, oxígeno, agua, etc. Materia orgánica. Proteínas, glúcidos, lípidos, que conectan la parte biótica con la parte abiótica; Productores. Capaces de sintetizar materiales orgánicos complejos a partir de sustancias inorgánicas simples de a, aire y luz solar - autótrofos (del griego "tropho" que significa alimento). Los autótrofos se dividen.en fotoautótrofos (plantas, algas y bacterias) que captan y utilizan la energía de la luz a través de la fotosíntesis para transformar la materia inorgánica en materia orgánica y los quimioautótrofos (bacterias) que forman alimentos como resultado de reacciones químicas. Consumidores. Heterótrofos: primarios y secundarios que tienen como alimento ya lista materia orgánica. Estos son principalmente animales que utilizan como fuente de energía las sustancias orgánicas recibidas de los productores. Se dividen en: fagótrofos - macro consumidores sobre todo animales, que ingieren otros organismos o fragmentos de materia orgánica y micro consumidores o sapótrofos: también heterótrofos, sobre todo hongos y bacterias, que absorben productos en descomposición de organismos muertos y liberan nutrientes inorgánicos que pueden utilizar nuevamente los productores. Degradadores. Descomponedores porque descomponen la materia orgánica en materia inorgánica que pueden utilizar los productores). Se 23

24 llaman también bioreductores. Ejemplo: los saprófitos o saprobios (hongos y bacterias) organismos que obtienen alimento disuelto a partir de los cuerpos muertos o en descomposición de otros organismos. Los saprobios ponen a disposición de las especies autótrofas, los elementos contenidos en la materia muerta. 4.4 Factores abióticos. Los Factores Abióticos son: la luz, el clima, el suelo, la altitud, los ciclos biogeoquímicos etc. Esquema del ecosistema Descomposición Productores (AUTÓTROFOS) Transforman y acumulan la energía de la luz sintetizando la materia orgánica de la materia inorgánica. Consumidores (HETERÓTROFOS) Se alimentan de sustancias orgánicas ya preparadas Sustancias alimenticias 4.5 Funcionamiento del ecosistema El funcionamiento del ecosistema se provee de la interrelación entre las comunidades biológicas, los flujos de energía y los ciclos biogeoquímicos. El flujo de la energía tiene solo un sentido mientras hablamos de ciclos de, la materia. Parte de ella es transformada por los autótrofos a través de la fotosíntesis que después es usada por los heterótrofos. Una gran parte de la energía sale fuera del ecosistema dispersándose en forma de calor. El flujo de la energía tiene posición dominante y define el orden de los elementos que forman el ecosistema. Cada nivel de elementos no puede existir sin el nivel anterior. La organización del ecosistema es jerárquica lo que significa que cada nivel puede cambiar y adaptarse pero no puede cambiar su lugar. Hablamos de cadenas tróficas o cadenas alimenticias en las cuales cada organismo es alimento para el organismo siguiente. El conjunto de todas las cadenas tróficas forma la red trófica constituida por un elevado número de relaciones tróficas direccionales entre parejas' de especies, donde una misma especie se alimenta a varias a la vez y obtiene nutrientes de distintas fuentes. La red aparece como una serie de cadenas alimentarías, entrelazadas o con segmentos comunes, por las que circulan energía y materiales. Bajo el concepto de nivel trófico vamos a entender el conjunto de organismos unidos por el tipo de alimentación. Existen cinco niveles tróficos secuenciales: 24

25 Primer nivel trófico Segundo nivel trófico Productores primarios: organismos que hacen entrar energía en los ecosistemas. Los principales productores primarios son las plantas verdes terrestres y acuáticas, incluidas las algas y algunas bacterias. Formas el 99% del peso de los seres vivos en la biosfera. Consumidores primarios (herbívoros). Tercer nivel trófico Consumidores secundarios (carnívoros) y parásitos de los consumidores primarios. Cuarto nivel trófico Consumidores terciarios (carnívoros secundarios) y parásitos de los consumidores secundarios. Quinto nivel trófico Superparásitos (parásitos de los parásitos de los consumidores secundarios). 4.6 Cadenas tróficas (alimenticias). En las cadenas tróficas el movimiento de la energía y materia tiene un solo sentido. Estas cadenas constan de unidades de grupos de especies conectados entre sí en relación a alimento - usuario. Existen tres cadenas alimenticias: Cadena de los depredadores - comienzan con los productores, continúan con los consumidores primarios seguidos por los consumidores secundarios y terciarios. Cadena de los parásitos - comienzan con un organismo planta o animal usado por los parásitos después siguen parásitos primarios o secundarios. Cadena de saprófagos - comienzan con materia orgánica muerta seguida por saprofitos que se alimentan de ella. Carnívoro Carnívoro Carnívoro Herbívoro Consumidores Cuaternarios Consumidores terciarios Consumidores Secundarios Consumidores primarios Carnívoro Carnívoro Carnívoro Hierba Productores primarios Zooplacton Fitoplancto n Cadena trófica terrestre Cadena trófica marina 4.7 Red trófica Las diferentes cadenas tróficas no son aisladas sino relacionadas entre si, formando red trófica en la cual un mismo tipo de organismo puede participar en más de una cadena alimenticia. 25

26 4.7.1 Pirámide trófica La pirámide trófica es una forma abstracta de describir la circulación de energía en la biocenosis y la composición de ésta. Se basa en la representación desigual de los distintos niveles tróficos en la comunidad biológica, sabemos que siempre es más la energía movilizada y la biomasa producida por unidad de tiempo, cuanto más bajo es el nivel trófico. En la base de la pirámide están los productores, arriba de ellos los consumidores, más arriba se ubica el hombre. Siguiendo la translación de la energía de abajo hacia arriba se puede ver qué cantidad de biomasa se debe producir en el primer nivel alimentario para recibir cantidades determinadas para los siguientes niveles. 4.8 Productividad del ecosistema. La Biomasa es la masa total de los seres vivos que viven en un ecosistema. La productividad es la biomasa producida de un ecosistema sobre una unidad de superficie en una unidad de tiempo (día, año). Es la velocidad de formación de biomasa por unidad de tiempo y unidad de superficie o volumen. La biomasa de las plantas se llama fitomasa y la de los animales - zoomasa. La biomasa es una fuente importante de energía, por esto es importante su estudio y conocimiento Productividad biológica primaria es la velocidad con la cual los productores autótrofos en el proceso de fotosíntesis absorben la energía solar y la transforman en energía química escondida en las sustancias orgánicas sintetizadas por ellos. De la biomasa producida a través de la fotosíntesis 40% se usa para la respiración de las plantas y 60% queda como producción. Por ejemplo, la productividad primaria de los ecosistemas de los desiertos es alrededor de 0.5 g/m 2, de los bosques húmedos - de 3 a 10 g/m 2, en los arrecifes de coral- dé 10 á 25;5 g/m 2. Los bosques producen alrededor de 28% de la biomasa en la Tierra (28x109 toneladas) seguidos por los pastos, praderas, tierra cultivada, sabanas, el mínimo de biomasa producen las ecosistemas polares Producción primaria bruta de un ecosistema es la energía total fijada por fotosíntesis por las plantas. La producción primaria neta es la energía fijada por fotosíntesis menos la energía empleada en la respiración, es decir la producción primaria bruta menos la respiración. 26

27 4.8.3 Productividad biológica secundaria es la cantidad total de la sustancia orgánica producida de todos organismos heterótrofos (animales, hongos y bacterias) en una unidad de tiempo sobre una unidad de superficie. Cuando la biomasa pasa a este segundo nivel de la cadena trófica se usa solo 10% de la energía para la producción de nueva biomasa y 90% se pierde. Por esto cuando un participante de la cadena alimenticia está más cerca de los productores tiene más energía a disposición. Tenemos más herbívoros que carnívoros. Entre los niveles tróficos se transfiere la biomasa con mayor o menor aprovechamiento. La eficiencia ecológica es el aprovechamiento de la energía que se transfiere entre un nivel y el siguiente. 4.9 Relación productividad/biomasa. Al analizar la productividad de los ecosistemas resulta muy interesante el cociente productividad/biomasa. Así, por ejemplo, en una población de algas en la que cada alga se dividiera en dos partes iguales cada 24 horas, ese cociente sería de 1 (eficiencia del 100%). Significa que cada gramo de algas dobla su peso en 24 horas. La relación productividad/biomasa es muy alta en el plancton, puede ser cercana al 100% diario. Esto quiere decir que la población se renueva con gran rapidez. Significaría que pueden llegar a tener tasas de renovación de hasta un día. En la vegetación terrestre el valor suele estar entre un 2 y 100% anual, lo que significa tasas de renovación de entre 1 y 50 años Dinámica y desarrollo de los ecosistemas. La dinámica de los ecosistemas representa los cambios y el desarrollo en la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas dependiendo de los cambios de los parámetros ecológicos bajo de la influencia de factores internos y externos. El ecosistema se desarrolla y cambia con el tiempo debido a los continuos cambios en la composición de la biocenosis y el biotopo. Las razones son externas y provienen de los factores del ambiente y otras de origen interno que están conectadas con las interrelaciones y la actividad de los organismos mismos. Frecuentemente, los cambios resultan desfavorables para los organismos que los causaron en el ambiente. Este resultado lleva al cambio en la composición de especie de la biocenosis. Unos organismos son reemplazados por otros que son más competitivos y se adaptan mejor a las nuevas condiciones de vida. Este cambio del ecosistema con el tiempo se denomina sucesión. 4.1 Equilibrio biológico. Como consecuencia de las sucesiones corrientes, las biocenosis menos estables y más pobres se cambian por biocenosis más estables y con una rica composición de especies. En el ecosistema se establece una biocenosis estable y capaz de mantenerse sola, y se encuentra en equilibrio con el medio ambiente, además de que se puede sostener por un prolongado periodo de tiempo. 27

28 En estos ecosistemas, se forma un ciclo de sustancias firme. La cantidad" de sustancias orgánicas sintetizadas es igual a la cantidad de las sustancias orgánicas gastadas. Esta condición se denomina clímax de equilibrio ecológico. Por ejemplo, los bosques tropicales, la taiga. Equilibrio ecológico: es un estado de equilibrio en el ecosistema entre la biocenosis y el biotopo en todos sus niveles. Es la relación de interdependencia entre los elementos que conforman el ambiente que hace posible la existencia, transformación y desarrollo del hombre y demás seres vivos; El equilibrio se mantiene por las interrelaciones adentro y entre las especies en la biocenosis, que son los mecanismos básicos para la regulación del ecosistema. Especialmente importantes son la competencia, la depredación y el parasitismo, siguen a las demás interrelaciones bióticas. Todo esto garantiza el auto desarrollo y la reproducción del ecosistema por un periodo definido de tiempo. El equilibrio ecológico es dinámico y relativo. Al realizarse un cambio esencial en las condiciones del biotopo, surge una sucesión nueva que lleva a un equilibrio nuevo. Actividades de cierre. Después de la lectura y teniendo los diferentes especimenes recolectados en tu recorrido, estás en condiciones de dar respuesta a lo siguiente: Podría ser un ecosistema? Qué aspectos tendrías que considerar para saber si es o no un ecosistema? Qué son los factores bióticos? Qué son los factores abióticos? Qué representantes de estos factores están presentes en el frasco o caja? Y cómo clasificarías los restos de plantas que hay dentro del frasco, como bióticos o como abióticos? Da respuesta a las siguientes preguntas. 1.- Qué es ecosistema? 2.- Anota los conceptos de Biotopo y Biocenosis. 3.- Cuales son los principales componentes que integran un ecosistema? 5. MEDIO AMBENTE Hemos explorado y conocido la composición de cada uno de los diferentes tipos de biomas que integran nuestro planeta, ahora estudiaremos en forma más específica aquellos elementos que los componen, y a estos los podemos separar en dos grandes grupos: los factores bióticos y los factores abióticos. 28

29 Actividades de apertura. Mediante un dibujo ejemplifica lo que para ti representa el término medio ambiente. Monten una galería con sus dibujos, y saquen una conclusión. Anota en las columnas siguientes con tus propias palabras, la forma en que pienses puedan intervenir en el desarrollo de la vida de cualquier planta o animal los factores que se indican enseguida: socialícenlo en la asesoría grupal. Luz Suelo Agua Aire Actividades de desarrollo. Divídanse en equipo. Cada equipo debe escoger uno de los temas relacionados con: medio ambiente. Biodiversidad. tipos de biodiversidad. factores ecológicos que influyen en la diversidad. Cada equipo debe buscar información sobre el tema que han escogido. Imprimir, recortar o anotar lo interesante que han investigado y elaborar un colage, para explicarlo en la asesoría grupal. Elaborar en una hoja de rotafolio un cuadro sinóptico de los factores bióticos y abióticos, para explicarlos en la asesoría grupal. En la naturaleza existe una diversidad enorme de organismos vivos. La vida de todos los organismos depende de su relación continua e interacción con el medio ambiente en el que viven. El medio ambiente no tiene carácter invariable y las condiciones que lo forman cambian constantemente. Los cambios son periódicos y no periódicos. Los primeros dependen de los movimientos de los cuerpos celestes en el sistema solar. Ellos determinan los ritmos del día y la noche, las estaciones, etc. Los otros, al contrario, son irreversibles y aparecen debido a los incendios, inundaciones, actividades volcánicas. Para existir; los organismos tienen que adaptarse constantemente a las condiciones del medio ambiente Definición 29

30 El medio ambiente es el conjunto de condiciones naturales que rodean al ser vivo. Los organismos reciben del medio ambiente todo lo necesario para la vida, y desechan allí sustancias orgánicas producidas por ellos. En la tierra hay cuatro medio ambientes básicos: acuático, del suelo, terrestre y de organismos. El medio ambiente influye sobre los organismos con sus condiciones: químicas, físicas y bióticas. Cada especie tiene su medio ambiente y su propio hábitat como parte de ella. Los peces viven en el agua, el topo en el suelo, la langosta migratoria en los prados, la lombriz intestinal en el intestino delgado del ser humano. La cualidad del medio ambiente determina el nivel de correspondencia entre las necesidades de los organismos y las condiciones del ambiente en el cual viven ellos. Este determina la estabilidad del desarrollo de un ecosistema y la productividad biológica de sus especies Hábitat: es parte del medio ambiente donde los organismos encuentran todas las condiciones necesarias para la vida. El hábitat del jaguar y el tucán es la selva húmeda, el hábitat de la hiena, cebra, gacela y elefante es la sabana africana; el hábitat del oso gris es la taiga; el canguro habita la estepa y el desierto de Australia; la ballena azul vive en todos los mares; el nenúfar en lagos y pantanos, etc. 5.2 Biodiversidad. La biodiversidad es la variedad de seres vivientes de cualquier procedencia (incluso los que provienen de ecosistemas terrestres y marítimos o de otros ecosistemas acuáticos) y los sistemas ecológicos a los que pertenecen; comprende también la diversidad que existe dentro de cada especie, entre las distintas especies y entre los diferentes ecosistemas. Se distinguen tres tipos diferentes de biodiversidad: De los genes.- Es la diversidad de las versiones de los genes contenidos en los individuos de todas las especies y su evolución que ha llevado a una gran complejidad de los seres vivos a lo largo de millones de años. De las especies - Es el número de especies diferentes que hay en un área geográfica. De los ecosistemas - Es la diversidad de las comunidades biológicas en la biosfera. Incluye la variedad de hábitats de especies que los componen y de procesos ecológicos que ocurren. Se han definido un poco más de 1,7 millones de especies diferentes. La mayoría son animales: invertebrados - 1,3 millones de especies (de las cuales 1,1 millones son insectos) y vertebrados de especies. En el segundo lugar están las plantas con especies. Los hongos tienen como especies. La diversidad de los microorganismos es poco conocida, pero sólo las diatomeas 30

31 (mejor catalogadas gracias a su diversidad morfológica) suman casi especies. Estos números crecen constantemente, ya que cada año se descubren nuevas especies. Se estima una biodiversidad actual entre 3 y 50 millones de especies (más probable alrededor de 10 millones de especies). El Día Internacional de la Biodiversidad se celebra el 22 de mayo Factores ecológicos que influyen sobre la biodiversidad. Factores ecológicos: son todos los elementos del medio ambiente que actúan directamente sobre los seres vivos. La luz, temperatura, dióxido de carbono, agua y oxígeno son los factores ecológicos para las plantas verdes. La alimentación, agua y oxígeno, son factores ecológicos para los animales vertebrados. Se dividen según su origen y la influencia de los factores ecológicos en: factores abióticos, bióticos y antropogénicos. 1. Los factores abióticos son las condiciones de la naturaleza muerta que influyen de manera compleja sobre los organismos y juegan un papel importante en su vida. Son muy diversos y dependen del relieve, la composición de las rocas y suelo, etc. Se dividen en factores físicos (temperatura, luz, presión atmosférica, humedad, etc.) y químicos (composición química de la atmósfera, suelo, agua, aire, etc.). La distribución de los organismos en la tierra depende de la acción compleja de los factores. Una importancia particular para su distribución tiene el factor abiótico limitan te que presenta unos valores mínimos y del cual depende la vida de los organismos, por ejemplo, el agua para los desiertos, la cantidad del oxígeno disuelto en el agua para el ambiente acuático. otros. 2. Los factores bióticos son las interrelaciones entre los organismos de una especie y de distintas especies que comparten un ambiente y una vida conjunta. Por ejemplo, la competencia, la depredación, el parasitismo, el mutualismo y 3. Los factores antropogénicos son las diversas actividades humanas que influyen sobre los organismos. Por ejemplo, la construcción de la infraestructura, la vivienda, centrales nucleares, aplicación de químicos a la agricultura y la industria, el cultivo del suelo, etc Interacción entre el medio ambiente y los organismos: el medio ambiente influye sobre los organismos que se adaptan a esos cambios. Los organismos también cambian el medio ambiente como resultado de su actividad vital. Por ejemplo, los árboles cambian el microclima en el bosque, los líquenes destruyen las rocas. Como resultado de la interacción entre los organismos y el ambiente, se cambian el uno y el otro. Los diferentes animales reaccionan de 31

32 manera diferente a factores iguales, algunos cambian su color, otros la forma de sus extremidades, terceros cambian su piel, hay muchos ejemplos de esto. El proceso de acomodación de los organismos a los cambios de las condiciones del medio ambiente se llama adaptación. Por ejemplo, la migración de las aves y los animales. 5.3 Factores ecológicos. 1.- Factores Bióticos. Productores primarios (autótrofos). Fotoautótrofos. Quimioautótrofos. Consumidores (heterótrofo: primarios y secundarios). Degradadores (saprobios: bacterias y hongos). 2. Factores Abióticos (Biotopos). Luz Temperatura Agua Aire Suelo Clima (viento, lluvia e insolación). Latitud (región, zona) Altitud (relieve) 3. Factores Antropogénicos. Son relacionados con la actividad del hombre a través del cual influye sobre los ecosistemas. Los tres factores están relacionados y su unión forma las condiciones de hábitat de cada especie Factores Bióticos. Los factores bióticos son conjuntos de influencias que ejercen sobre un organismo o la naturaleza, la actividad vital de los otros organismos (uno o más). Incluyen inter e intrarelaciones así como las relaciones de los organismos con la naturaleza muerta. Por ejemplo: las bacterias influyen sobre la composición del suelo, las plantas-sobre el clima, etc. Los factores bióticos se dividen en dos grupos: Directos (influencia de un organismo sobre el otro), están relacionados principalmente con la alimentación y el territorio, e Indirectos (influencia de un organismo sobre el otro a través de la naturaleza muerta), son diferentes para cada ecosistema. Las relaciones entre los organismos pueden ser antagónicas y no antagónicas. Antagónica es la relación entre los organismos en la cual ellos se oprimen entre si o uno oprime al otro. Por ejemplo: los depredadores, el parasitismo, la competencia que aparece cuando hay escasez de alimentos o agua. Usualmente gana la especie que se reproduce más rápido. 32

33 Las relaciones no antagónicas son el mutualismo (las dos especies se benefician uno del otro) o el comensalismo (se beneficia un organismo pero esto no perjudica al otro). Los factores bióticos se dividen en tres grupos principales: Organismos productores primarios o autótrofos. Organismos consumidores (heterótrofos: primarios y secundarios). Organismos reintegradotes o degradadores (saprobios: bacterias y hongos). Dependiendo del tipo que influye tenemos factores: Fitógenos - influencia de las plantas, Zoogenos - influencia de los animales, Microbios - influencia de los microorganismos. El conocimiento de los factores bióticos es muy importante para el uso y la protección del medio ambiente Factores abióticos La luz como factor ecológico: la luz es un factor ecológico esencial - es una fuente primaria de energía sin la cual es imposible la vida en la Tierra. Tiene gran importancia para los organismos vivos, especialmente para las plantas verdes que realizan, gracias a ella, el proceso de fotosíntesis. El sol es la única fuente de luz Radiación solar: el flujo de energía que se dirige del sol hacia la superficie terrestre, se denomina radiación solar. Sólo una parte de ella llega a la superficie de la Tierra, esto debido a la presencia de polvo, gases, vapores de agua, etc., en el aire. Una parte de la energía radiante se absorbe de la atmósfera, otra parte se difunde y una tercera parte se refleja por las nubes. La radiación solar tiene la dinámica del día y la de las estaciones porque está relacionada con el movimiento de la Tierra. Distribución de la radiación solar en la atmósfera. El 50% de la energía radiante que llega a la superficie de la tierra, es luz visible. Los otros 50% incluyen luz ultravioleta (química - 1 %) y radiación infrarroja (calor - 59%). La luz visible tiene una mayor importancia para la vida de los organismos, ya que debido a ella se realiza el proceso de fotosíntesis. Es importante también para el crecimiento, desarrollo, florecimiento y fecundidad de las plantas. De ella depende la actividad de los animales y para algunos su migración. Régimen luminoso: se determina por la correlación entre la fuerza, la cantidad y la calidad de luz en un lugar definido. Cada ambiente y hábitat, tienen su régimen luminoso que depende del relieve, la altura sobre el nivel del mar, el empolvamiento del aire, la ubicación geográfica, etc., es diferente para las zonas oscuras y para las iluminadas. Debido a estas particularidades, las plantas y 33

34 animales han elaborado diversos mecanismos de vida en distintos regímenes luminosos. Los diferentes organismos se han adaptado a la diferente intensidad de la luz Las plantas y la luz: Existen tres grupos ecológicos de plantas (según su exigencia de luz): Plantas que habitan lugares abiertos con iluminación buena. Plantas que habitan lugares con sombra constante. Plantas que pueden habitar umbrías, así como en lugares con luz del día fuerte. Los animales y la luz: Hay tres grupos ecológicos de animales (según su actividad durante el día): Diurnos: Patos, pájaros carpintero, ardillas, serpientes, lagartos. Nocturnos: La mayor parte de los mamíferos carnívoros y aves como búhos,lechuzas, etc. Crepusculares: Murciélagos, topos (que viven en oscuridad constante) Temperatura. La temperatura como factor ecológico es muy importante para los seres vivos. Es el resultado de la radiación solar que llega a la superficie terrestre. De ella depende el desarrollo y la distribución de los organismos. La vida es posible en límites de temperatura definidos que se diferencian para organismos distintos. Hay algunas bacterias que viven en ambiente con temperatura de +90 C (sus esporas quedan vivas hasta 140 C) y otros en temperaturas muy bajas de (-250 C). Para la realización normal de los procesos fisiológicos, tiene importancia el régimen de temperatura, es decir, la distribución del calor en el tiempo. El régimen de temperatura abarca las condiciones térmicas con su duración y consecuencia definida para ambientes determinados, en combinación con los otros factores del ambiente. El régimen de temperatura es diferente en las distintas zonas geográficas, así como en los lugares con relieve variado. Solo en la zona tórrida existe un régimen de temperatura relativamente constante. Alejándose del ecuador, se aumentan las variaciones de temperatura, del día y de la estación. En las zonas montañosas, la temperatura baja con el aumento de la altura. El mismo fenómeno se observa en el ambiente acuático y de suelo según la profundidad. El régimen de temperatura define los procesos fisiológicos, la reproducción y la difusión de los organismos. Todos los procesos fisiológicos ocurren mejor en temperaturas óptimas. Los límites de temperatura más favorables en los cuales viven los organismos, se denominan óptimo de temperatura. Las temperaturas mínimas y máximas oprimen los procesos vitales y llegan a provocar la muerte de los organismos. Cada especie está adaptada a vivir en límites de temperatura definidos. Las plantas y la temperatura: las plantas no tienen temperatura constante, ésta depende de la temperatura del ambiente. Las plantas pueden soportar los cambios en la 34

35 temperatura a través de variados mecanismos de carácter anatómico, morfológico y fisiológico; por ejemplo: las plantas enanas del sauce polar; el corcho grueso y las escamas de cubrir; la caída de las hojas durante el otoño son también mecanismos para protección de las bajas temperaturas. Tipos de plantas según su dependencia de la temperatura: Resistentes al frío - soportan bajas temperaturas (ejemplo: plantas de la tundra).. No resistentes al frío - no pueden soportar bajas temperaturas y mueren (los árboles de los naranjos, mandarinos, olivos), Resistentes al calor - pueden soportar temperaturas hasta 50-60DC (plantas de los desiertos y sabanas), No resistentes al calor - mueren si la temperatura es más alta de 30-40DC (plantas que viven en la sombra como helechos), Termófilos- algas marinas que viven cerca de las manantiales calientes con temperaturas de 80ºC. Los animales y la temperatura, según el ciclo de calor de los animales, se dividen en tres grupos: Poiquilotermos -con temperatura corporal inconstante que varía con la del medio ambiente. Por ejemplo: los peces, reptiles, anfibios, animales invertebrados, etc. Homeotermos - con temperatura corporal constante, que proviene de un ciclo de sustancias estable y mecanismos de regulación térmica. Por ejemplo: las aves y mamíferos. Heterótermos -en condición activa, se mantiene a una temperatura constante; en condición inactiva, la temperatura será la del ambiente. Por ejemplo: los osos, murciélagos, erizos, etc., que entran en hibernación durante el periodo invernal. Según el régimen de la temperatura, se forman plumón, plumas, pelaje denso y grasas hipodérmicas. Crean una capa de aislamiento térmico que protege contra las bajas temperaturas del ambiente. El pigmento oscuro de los huevos de los invertebrados se incrementa, las alas de muchos insectos son pigmentadas en colores oscuros para atraer a los rayos solares y recalentar el cuerpo. La temperatura es un factor de primer grado en la vida de los organismos que influye en todos los procesos vitales. En el desarrollo de la evolución, los organismos han formado series de mecanismos contra el efecto nocivo de las temperaturas extremas de mínimos y máximos Agua. Durante millones de años, el agua había preparado a la Tierra para la vida con la destrucción de las rocas, la formación del suelo; la suavización del clima. Independientemente y junto con los organismos, el agua estaba cambiando constantemente el planeta. La vida y el agua son indispensables, no hay vida sin agua y viceversa. El agua como factor ecológico es parte integral de la célula viva. Todos los procesos en la célula de los habitantes terrestres ocurren en ambiente acuático. 35

36 La vida de los organismos acuáticos sucede completamente en un ambiente acuático. La cantidad de agua en los mamíferos es 60-70%. En el cuerpo humano contiene menos agua en los huesos y más agua en el cerebro (86%) Esto explica la velocidad de los procesos químicos que corren en el cerebro. Un hombre necesita alrededor de 2,5 litros de agua en 24 horas. Si el hombre pierde 7-8 litros de agua muere. Los organismos constantemente intercambian (reciben y segregan) agua. Los animales y el agua. Según las necesidades de agua, los habitantes terrestres se dividen en húmedofilos - como son los mosquitos, lombrices, caracoles, ranas, etc. húmedofilos moderados - la mayor parte de los insectos, las aves y la mayor parte de los mamíferos; húmedfobos algunos insectos, los camellos y muchos de los roedores. Las plantas y el agua. Las plantas se adaptan para vivir en ambientes con diferentes cantidades agua. Según este concepto, se dividen en cuatro grupos: Hidrófilos-están sumergidos completamente en agua como el ranúnculo de agua, la lenteja de agua, etc. Higrófilos - habitan ambientes de humedad abundante, como el arroz, la espadaña, etc. Mesófilos habitan ambientes de humedad moderada, como la haya, el roble, la violeta, el tomate, etc. Xerofilos- habitan ambientes secos, como son los cactus y otros. Los organismos constantemente reciben y separan agua, realizando el ciclo del agua. Las plantas tienen mecanismos para la retención del agua y su uso económico. Muchos animales reciben agua mediante consumo directo y los alimentos. Las ranas reciben agua a través de toda la superficie de su cuerpo; las escamas de las serpientes disminuyen la evaporación del agua, que es un mecanismo importante sobre todo en el desierto. El agua como medio ambiente. El agua ocupa la mayor parte de la superficie terrestre, esto es alrededor de 70.8% de la corteza terrestre de la cual 45% es el agua dulce. En el ambiente acuático habitan cerca de 10 mil especies vegetales y 150 mil especies animales. El ambiente acuático influye constantemente sobre los organismos mediante sus propiedades. Las propiedades del medio acuático son principalmente: la transparencia, salinidad, ciclo de gases, temperatura, movilidad y densidad. Tienen una gran importancia ecológica para los organismos. La transparencia es la propiedad del agua que permite atravesar la luz solar. Se determina a partir del régimen luminoso de las cuencas acuáticas y depende de la cantidad de sustancias disueltas en el agua. La salinidad y la solidez del agua, se determinan por la cantidad de sales (tales como carbonatos, sulfatos, cloruros.etc) disueltos en el agua. La salinidad promedia del 36

37 agua de mar es de 3.5%, y la delas aguas dulces no es más del 0.5%. El cloruro de sodio, el cloruro de potasio y las sales de magnesio, son de gran importancia para los procesos fisiológicos de los organismos. El calcio es necesario para la formación de las conchas de los moluscos y otras formaciones de esqueletos. El ciclo de gases es también muy importante para los habitantes acuáticos. El oxígeno asegura la respiración; y el óxido de carbono, la fotosíntesis. Otra característica es el ph (acidez) del agua. Algunos organismos prefieren un ambiente ácido, y otros, un ambiente alcalino. El ph cambia frecuentemente por la presencia de contaminantes industriales y domésticos en el agua. Esto lleva a que perezcan unos organismos y se cambian unas especies por otras. La temperatura del agua y el régimen térmico, es porque el agua retiene el calor y de esta manera asegura un régimen térmico constante en las cuencas acuáticas. De esta forma, los organismos no se someten a cambios de temperatura intensos. En aguas corrientes la temperatura varía según la temperatura del aire. La densidad del agua consigue su máximo a +4 C. Arriba y debajo de esta temperatura, el agua se expande, y su densidad disminuye. Por eso el hielo tiene menor peso relativo y sale a la superficie del agua. Este fenómeno natural crea las condiciones de vida para muchos peces e invertebrados debajo de la capa de hielo. La movilidad del agua tiene importancia para la distribución y el modo de vida de los organismos acuáticos. Algunas plantas flotan libremente, por ejemplo: la lenteja de agua. Otros están fijados al fondo de las cuencas acuáticas, como son el ranúnculo de agua, el nenúfar, el nogal de diablo. Según su modo de vida y mecanismos, los animales acuáticos se dividen en tres grupos: Plancton: nadan de forma pasiva en el agua; Necton: nadan de forma activa en el agua; Bentos: viven fijos sobre el fondo del mar o de las aguas dulces. El papel del agua como factor ecológico y medio ambiente, se determina por sus propiedades químicas y físicas. El agua es el ambiente interior donde ocurren todos los procesos vitales. Como ambiente exterior el agua ofrece diversas condiciones de vida a los organismos Aire. El aire es una mezcla de gases, constituida principalmente por oxígeno y dióxido de carbono. La vida de las plantas, los animales y los microorganismos aerobios es imposible sin oxígeno. El dióxido de carbono es necesario para realizar el proceso de fotosíntesis de las plantas. Sin aíre los microorganismos, las plantas, los animales y el hombre no pueden vivir. La composición química del aire y su importancia ecológica: el aire contiene nitrógeno, oxígeno, carbono y un pequeño porcentaje de gases inertes. Su 37

38 composición constante se debe al hecho de que cuando se absorben gases, la misma cantidad de gases se desprende en otros procesos. También contiene una proporción del ozono (a la altura de 22 km en la atmósfera), vapor de agua, óxidos de distintas sustancias, polvo y humo. El nitrógeno (78.09% en la atmósfera) participa en la formación de las estructuras proteínicas de los organismos. El oxígeno (20.95% en la atmósfera) asegura la respiración y participa en todos los ciclos de sustancias y en muchas reacciones químicas en el suelo, la atmósfera y el agua; el ozono (0.002% en la atmósfera) forma una capa que protege a los organismos del efecto dañino de los rayos ultravioleta. El dióxido de carbono (0.03% en la atmósfera) se absorbe de las plantas verdes en la fotosíntesis. I La humedad del aire influye también sobre todos los organismos. El movimiento del aire y su importancia ecológica: el viento se forma del movimiento horizontal y vertical del aire; se desplaza de zonas de presión alta, a zonas con presión baja. Tiene un papel importante en la dispersión de las semillas de muchas plantas. Transporta arañas, huevos de gusanos, parásitos, microorganismos, pequeños artrópodos, etc. Las aves migratorias utilizan a los vientos durante sus largos vuelos. Si el viento es muy fuerte, puede causar daños y destrucciones. La presión atmosférica, es la presión que ejerce el aire en la atmósfera. La evolución de los organismos en la tierra sucede bajo su influencia. La actividad de muchos insectos depende de la presión atmosférica. El aire es un factor principal ecológico para los organismos. La actividad humana contamina el aire y lleva a cambios climáticos irreversibles, lo que amenaza la existencia de la vida en la Tierra Suelo. EI suelo como capa superficial se forma y cambia bajo la acción del clima, los organismos vivos y el hombre. Tiene la calidad de ser fértil. Propiedades del suelo: el papel ecológico del suelo se determina por sus propiedades físicas, químicas y bióticas. Propiedades físicas: índice importante del suelo es su composición mecánica. Se determina por la presencia de partículas mecánicas de diferentes tamaños que forman la estructura del suelo. De la estructura depende la filtración de agua, la densidad, la temperatura, la ventilación, etc., del suelo. Las Propiedades químicas: la acidez (el ph), el humus dependen del contenido de las sustancias minerales, que son solucionadas en forma de iones. El ph se determina por la concentración de los iones de hidrógeno. El humus determina la fertilidad del suelo. Se forma de la descomposición de los restos de los 38

39 animales y las plantas con la ayuda de microorganismos. Propiedades bióticas: dependen de los organismos que viven en el suelo (bacterias, hongos, plantas superiores, animales invertebrados y vertebrados) Clima. El clima es el conjunto de los valores promedios de las condiciones atmosféricas que caracterizan una región. Estos valores medios se obtienen con la colección de la información meteorológica durante un periodo de tiempo suficientemente largo. Según se refiera al mundo, a una zona o región, o a una localidad concreta hablamos de clima global, zonal, regional, clima local o microclima respectivamente. El clima es un sistema complejo, por lo que su comportamiento es muy difícil de predecir. Existe una ciencia llamada climatología donde se hacen modelos climáticos que tienen en cuenta todas las variables existentes con la meta de predecir el clima. El clima depende de muchos factores como: la latitud geográfica, de la altitud, el relieve, etc. Hay tres diferentes tipos de clima: -Cálido (ecuatorial, tropical, tropical árido), -Templado (subtropical, mediterráneo, oceánico, continental, continental árido), -Frío (continental frío, montañoso, polar, de tundra). Sobre la variación climática influyen los efectos propios de la Tierra tales como los volcanes, las corrientes oceánicas, emisiones naturales y otros; y los efectos antropogénicos como la deforestación, contaminación, etc. Tenemos: Macroclima: Son las características medias de los parámetros climáticos, resultantes de la posición geográfica y del relieve. Mesoclima: Son las modificaciones locales que sufren los macroclimas a través de la modificación de varios de sus elementos por la acción de factores locales, como la altura, la orientación y la relieve entre otros. Microclima: Es el clima que está en contacto directo con los seres vivos, el cual puede cambiar de manera importante de un organismo a otro aunque sean muy cercanos. Los parámetros climáticos son: la temperatura, la presión, la humedad, los vientos y las precipitaciones. Todos los factores del clima influyen sobre la vida de los organismos los cuales deben adaptarse a ellos para poder sobrevivir Latitud y altitud. La latitud (la zona o región) donde viven los organismos, también tiene importancia sobre su comportamiento porque define las características de su vida condicionando su actividad biológica. Hablamos de distribución geográfica de las especies en el planeta 39

40 La altitud de una región determina la delimitación de los pisos térmicos respectivos. A mayor altitud con respecto al nivel del mar, menor temperatura por lo que cambia el tipo de las especies (microorganismos, plantas y animales) que viven a estas alturas. El cálculo aproximado que se realiza, es cuando se eleva cada 180 m, la temperatura baja 1 C. Los factores antropogénicos son un conjunto de actividades diversas de los seres humanos que llevan a cambios de los factores abióticos y de los organismos vivos en la naturaleza. Actividades de cierre. Realizar un debate del tema, al final en base a todas las conclusiones, elaboren un resumen del tema Medio Ambiente. 6.- COMUNIDADES Y POBLACIONES. Actividades de apertura. Cada estudiante responde las siguientes preguntas. Qué entiendes por comunidad? Qué es una población? Integrarse en equipo, comenten sus respuestas, y formulen una respuesta, socializarla en la asesoría grupal. Actividades de desarrollo. Después de la lectura de COMUNIDAD Y POBLACIÓN, en equipo, realicen lo que se indica a continuación: Elaboren un cuestionario sobre la información contenida en las lecturas, con un mínimo de 10 preguntas. Intercambiarlo con el resto de los equipos. Cada equipo dará lectura a todos los cuestionarios elaborados. Observa cada afirmación y contesta Verdadero o Falso según el texto presentado en este tema. Existen tres tipos de sucesiones ecológicas. V F Según la proporción de edad, se puede estimar si la población es creciente V F estable o disminuye. El número de las poblaciones dentro de una comunidad no depende de los V F factores abióticos. Una comunidad incluye las comunidades vegetales, animales y de V F microorganismos. La sucesión ecológica es un proceso dinámico de reemplazo de especies. V F La jerarquía es un tipo de relaciones intraespecíficas. V F La densidad de la población no depende de la emigración e inmigración de las V F especies. Para sobrevivir muchas especies microscópicas crecen y se reproducen muy rápido, hablamos de una estrategia de gran tasa de crecimiento. V F 40

41 Relaciona con una línea la palabra con la imagen. Especie Comunidad Población Factor abiótico Ecosistema De las palabras que se enlistan, selecciónalas y anótalas en el cuadro. Temperatura Individuo Luz Suelo Agua Aire Comunidad Población Factores bióticos Factores abióticos Apoyado en estos mismos conocimientos, relaciona y une con una línea cada uno de los conceptos de la izquierda, con la información que se encuentra a la derecha, y que corresponda a su significado correcto. Observa el ejemplo. Población Individuo Bioma Terrestre Comunidad El desierto Un conejo Muchas ardillas El océano Bioma marino Ardillas, conejos, coyotes, árboles, hierbas, pasto. Hábitat Ecosistema Lago, temperatura, luz, peces, algas, tortugas, lirios acuáticos. Lugar donde vive cada organismo 41

42 6.1 Comunidades. La comunidad biótica o ecológica (biocenosis - término aplicado en 1877 por el biólogo alemán Karl Mobius del griego bios - vida y koinos. común) es un sistema biológico de poblaciones con especies diferentes, que se interrelacionan y coexisten en un territorio definido con condiciones homogéneas (el biotopo). Un ecosistema está formado por un biotopo y una biocenosis. El biotopo (del griego topos - lugar) es un territorio con condiciones climáticas y de suelo semejantes en el cual vive un complejo de organismos vivos llamada comunidad. Los organismos constituyen una biocenosis determinada, manifiestan diversas formas de interacción entre sí, que es el resultado de la adaptación y las condiciones concretas del medio. Denominación de la comunidad: Cada biocenosis tiene su propio nombre, generalmente el nombre coincide con el nombre de las especies más frecuentes en la biocenosis, llamadas dominantes Tipos de comunidades. La comunidad incluye el conjunto de las comunidades. vegetales (fitocenosis). Animales (zoocenosis). de mlcroorganismos (mlcrobiocenosls). La fitocenosis (del griego fiton - planta) es la comunidad de plantas que incluye a todas las plantas de un biotopo determinado: árboles, arbustos, semi-arbustos, plantas herbáceas, musgos, líquenes y algas. Las plantas son organismos autótrofos que absorben la energía solar y las sustancias inorgánicas. Se conocen como productores y también como organismos fotosintetizadores. La zoocenosis (del griego zoo - animal) es la comunidad de todos los animales invertebrados y vertebrados que viven en un biotopo determinado. Los animales consumen las sustancias orgánicas ricas en energía, elaboradas por los productores, asegurando de esta manera su desarrollo y reproducción. Se conocen como consumidores heterótrofos (herbívoros y carnívoros). La microcenosis (del griego micro - pequeño) incluye todos los microorganismos: bacterias, hongos microscópicos unicelulares, etc., que habitan en un biotopo definido. Ellos descomponen las sustancias orgánicas de las plantas y animales y las convierten en materia orgánica o mineral. Se conocen como reductores (descomponedores). La existencia estable y continua de la biocenosis depende del carácter de las interrelaciones entre los organismos que la elaboran Estructura de la comunidad 42

43 La comunidad biótica se divide en morfológica y funcional. La estructura morfológica representa el modo de distribución de los organismos en el espacio vertical (estratificación) y horizontal (sociabilidad). La distribución vertical es la repartición de las especies en dirección vertical, se determina por el tamaño de las especies de plantas que alcanzan a hacerse adultas. De esta manera se forman diferentes pisos vegetales, en donde habitan animales y microorganismos. Por ejemplo, piso arborescente superior e inferior, piso arbustivo, sub arbustivo, herbáceo y criptogámico. La vitalidad de una comunidad depende de la cantidad de pisos que tenga y de la presencia de los individuos de la especie dominante en todos ellos. La distribución vertical también da posibilidad para una mejor adaptación de los animales a las condiciones de vida. La distribución horizontal es el modo de repartición de los organismos según sus interrelaciones alimenticias y espaciales. La unidad más pequeña se denomina consorcio. Cada consorcio tiene un núcleo (una planta verde). Alrededor de ella se colocan los otros participantes en la comunidad, que se denominan consortes. En la biocenosis existen diferentes grados de sociabilidad, según la densidad de las especies de un mismo tipo en un lugar. La biocenosis representa un conjunto complicado de poblaciones de especies distintas; entre ellas mismas, así como entre ellas y el ambiente de donde surgen complejas interacciones de especie Limites de una comunidad Límites espaciales: las comunidades no tienen límites espaciales reservados. Cada especie se distribuye independientemente de las otras según sus propias características genéticas, fisiológicas, históricas, ciclos de vida y relación con el medio abiótico, y pertenece a una comunidad que tiene interacciones con otras especies. Límites temporales: las comunidades son dinámicas en el tiempo, con especies que desaparecen y otras que se incorporan a ella. A este proceso dinámico de reemplazo de especies se le llama sucesión ecológica Atributos de una comunidad Dominancia de las especies: se produce cuando una o varias especies controlan las condiciones ambientales que influyen en las especies asociadas. Especie dominante: Especie que por su abundancia en un ambiente determinado, condiciona las relaciones entre las demás especies, ejerce influencia esencial sobre el ambiente y participa en la regulación de la energía en la biocenosis. Por lo común, en la tierra las especies dominantes son vegetales. En un bosque de hayas, la especie dominante es la haya. Cuando la composición de la especie es inconstante la dominación se hace según un signo distinto abiótico, por ejemplo biocenosis de la costa arenácea. Otro ejemplo: en una comunidad marina los organismos dominantes suelen ser animales, como los mejillones o las ostras. 43

44 Diversidad de las especies: se define por el número de especies en la comunidad y está relacionado con: la variación climática del ambiente, el área (áreas mayores soportan una mayor variedad de hábitats) y la edad de la comunidad (comunidades con una mayor edad evolutiva deberían tener más especies que comunidades recientes), la productividad del ambiente (tasa de producción de biomasa por unidad de área - un incremento en productividad lleva a un incremento en la cantidad de recursos disponibles) y otros. Abundancia de las especies: la abundancia se refiere al número de individuos dentro de una comunidad. Frecuencia de especies: la frecuencia de aparición se refiere al número de sitios ocupados por la especie y en relación al total de sitios disponibles Sucesiones en la estructura de las comunidades. Las comunidades son dinámicas en el sentido de que las especies que las componen no son siempre las mismas. Existen cambios graduales de la comunidad con el paso del tiempo, el dicho fenómeno es conocido como sucesión. Concepto de sucesión: Es el cambio consecutivo de unas comunidades o poblaciones de especies distintas con otras sobre territorios determinados. El desarrollo de la comunidad es gradual y progresivo. Las especies que son malas competidoras, acaban siendo reemplazadas por especies más competitivas y de vida más larga, como ocurre con ciertos arbustos que más tarde son reemplazados por árboles. La velocidad de la sucesión depende de la competitividad de la especie involucrada, de la tolerancia a las condiciones ambientales, de la interacción con las otras especies, etc. Con el tiempo, la comunidad llega de un estado inicial a otro llamado clímax (estado óptimo de una comunidad biológica, según las condiciones del medio ambiental), en el que todo el cambio posterior se produce muy lentamente y el emplazamiento queda dominado por especies muy competitivas. Al ir avanzando la sucesión, la comunidad permite que más especies ocupen el área. Con el tiempo, las especies características de fases más avanzadas de la sucesión reemplazan a las propias de las primeras fases. La vuelta atrás no es posible al menos que intervenga alguna condición. Cualquier cambio en los caracteres físicos, por ejemplo, una perturbación como fuego, pastoreo, erosión, o de tipo biológico del ambiente afectará evidentemente a todas las especies, poblaciones y comunidades en distinto grado Tipos de sucesión: La sucesión puede ser primaria o secundaria. La sucesión primaria es el proceso de formación de biocenosis en un territorio que no está ocupado por ningún organismo hasta el presente momento. Por ejemplo, puede tratarse de una isla volcánica de nuevo origen, en donde no hay suelo y organismos. Primero surgen los líquenes y crecen en el suelo en donde aparecen los microorganismos, después se establecen las plantas herbáceas según el aumento de la capa del suelo en el territorio de la isla, lo que origina que aparezcan especies nuevas, incluidos organismos como son parásitos, arbustos, árboles y animales. De esta manera, se forma el ecosistema primario natural. 44

45 La sucesión secundaria es el cambio consecutivo de unas biocenosis con otras, que consiguen el restablecimiento de un ecosistema que ya ha existido antes. La sucesión secundaria ocurre sobre el territorio en el que antes existía un ecosistema, pero que resultó dañado por la eliminación de una más grande o más pequeña de la biocenosis anterior. Este proceso se puede observar en un campo abandonado después de la recolección de la cosecha o incendio, en el bosque. En el área que no se cultiva más, se establecen cizañas y semi-arbustos. En los años que siguen, aparecen más especies vegetales, arbustos y árboles. 6.2 Poblaciones. Cada comunidad es un conjunto de poblaciones distintas que se han adaptado a su ambiente natural. La población es la forma principal para la existencia de la especie. La población (del latín populus - pueblo, población) es un grupo de organismos de la misma especie que comparten el mismo espacio y tiempo, unidos con peculiaridades morfológicas, fisiológicas y de comportamiento comunes y funcionalmente relacionadas entre si. Gracias a la formación de estas agrupaciones, los individuos obtienen ventajas en la colaboración de la caza, facilidad para la reproducción, defensa mutua, etc., de esta manera se realiza y mantiene la relación entre las poblaciones y la especie. La expansión de las poblaciones: las poblaciones pueden ocupar un espacio muy limitado como pequeños lagos, pantanos o charcos (las poblaciones de algunos moluscos, anfibios), así como regiones enteras, océanos y continentes (las poblaciones de gorriones, lobos, ratones, orcas, manzanillas, serpoles, etc.). El tamaño de las poblaciones varía según el número de los organismos que las constituyen. Se dividen en poblaciones pequeñas, como por ejemplo, los tigres, pandas, águilas, tulipanes silvestres, etc.; y poblaciones grandes, por ejemplo, las liebres, roedores, langostas, hayas, etc. Cuando el número de individuos en una población disminuye demasiado, es que ella está en peligro de extinción. El número de las poblaciones de una especie puede ser diferente. En condiciones favorables, el número de los individuos en la población puede aumentar, llevar a la habitación de nuevos territorios y a la formación de nuevas poblaciones. En condiciones desfavorables, algunas de las poblaciones pueden desaparecer. Generalmente las especies raras o en peligro de extinción tienen un número limitado de poblaciones, por ejemplo, los koalas, pandas, tigres y otros. La desaparición de un gran número de poblaciones amenazaría a la especie con la extinción. Por ejemplo, en muchas partes de Asia, son exterminadas las poblaciones de tigres y la especie se encuentra amenazada de extinción. El impacto del hombre sobre las poblaciones: las actividades del hombre como la tala de bosques, el monocultivo en grandes superficies, la pesca 45

46 excesiva, la construcción de viviendas y fabricas, la introducción de plaguicidas e insecticidas, los depósitos de diversos desechos, etc., infieren en las poblaciones. De esta manera, el hombre interviene en la existencia de las últimas poblaciones y lleva a su desorganización y hasta su completa destrucción. Por este motivo, en las últimas décadas se hacen esfuerzos para detener este proceso con la toma de medidas diferentes, o la creación de áreas naturales protegidas, parques nacionales, reservas de la biosfera, leyes la caza y pesca y preservación de los bosques, etc Características de la población. La población como un sistema biológico de organismos tiene composición, estructura y propiedades complejas, que aseguran su adaptación a las condiciones ambientales y mantienen su equilibrio dinámico. Cada población se caracteriza con estructuras de edades, sexos y distribución. Estructura de edades: es la proporción relativa de individuos de cada edad que se encuentra en una población. Generalmente se les divide en categorías: prereproductiva, reproductiva, y posreproductiva. Según la proporción de edad, se puede estimar si la población es creciente, estable o disminuye. Estructura de sexos: refleja la proporción de sexos entre los individuos de la población. En algunas especies de animales invertebrados y reptiles, las condiciones de vida ejercen influencia sobre la estructura de sexos, por ejemplo, la temperatura. Estructura de distribución espacial: es la dispersión de los individuos de una población que se ubica en su hábitat. Se divide en tres patrones: agrupación, por ejemplo, las manadas donde todos están juntos en un mismo lugar; al azar, como, las plantas del desierto; y regular debido a la competencia fuerte entre los individuos para luz, humedad, alimentos, etc., por ejemplo, los árboles de un bosque, las larvas de muchos animales invertebrados. Estructura social (etológica): refleja la organización social de la población, basada en las interrelaciones entre los individuos dentro de ella. En las manadas (lobos, hienas), los hatos (mono) y otros grupos, se crea una jerarquía de tipo dominación - obediencia. La jerarquía regula sus interrelaciones: el acceso a los alimentos, refugios y pareja sexual. Se divide en: lineal, por edad, etc. La territorialidad tiene gran importancia para la organización de la población. Es la protección reforzada del territorio ocupado por individuos solos, parejas, familias o grupos no muy grandes mediante el uso de formas agresivas del comportamiento y sistema de señales y marcación. El territorio incluye lugar conveniente para anidar, refugios y recursos alimenticios que aseguran la sobre vivencia, la reproducción exitosa y la creación de descendientes. Las estructuras de las poblaciones son, interrelacionadas y definen la adaptabilidad de la población a las condiciones de existencia y su estabilidad funcional. 46

47 6.2.2 Densidad Dinámica de la Población. La densidad es un indicador cuantitativo de la población en un momento dado del tiempo y su dinámica depende de los procesos de natalidad, mortalidad, emigración e inmigración. Densidad es el número de individuos de una población por unidad de superficie o volumen. Si se cuentan todos los árboles de un bosque de hayas, nos da la densidad de las hayas de un territorio. El número de los antílopes o elefantes en la sabana africana nos da su densidad. La densidad se cambia por las costumbres de apareamiento, cambios de estación, etc. Natalidad es el número de individuos nacidos en la población durante un periodo de tiempo. La natalidad define el aumento de la población y depende de la estructura de edad, la proporción de I sexos, como de los factores del ambiente. Mortalidad es el número las muertes de las especies durante una unidad de tiempo. Depende de la densidad de la población y de los factores del ambiente. La natalidad y la mortalidad pueden ser positivas diferentes de cero. Emigración e inmigración: están relacionadas con el desplazamiento de los individuos. Influyen en el cambio de la densidad de la población. La densidad de la población es inconstante. Cuando la natalidad y la inmigración son igualadas con la mortalidad y la emigración, la población se encuentra en equilibrio. La dinámica de la densidad, refleja la reacción de la población hacia el ambiente y su adaptación ecológica. Entre las poblaciones existen mecanismos de autorregulación. Especie biológica es un grupo de organismos diferente de cualquier otro grupo y que es capaz de reproducirse y de tener descendencia fértil. Es la unidad de insectos clasificación más pequeña para plantas y animales. La especie biológica es libre de seguir su propio curso en respuesta a los procesos genéticos e influencias ambientales que causan los cambios evolutivos Especies nativas e inmigrantes.- A las especies que naturalmente pertenecen al ecosistema se les llama nativas o autóctonas. Las especies inmigrantes son las que son introducidas deliberadamente o accidentalmente en un ecosistema. La actividad humana ha acelerado la introducción de nuevas especies en los ecosistemas. Algunas veces el resultado es benéfico - por ejemplo, para luchar contra una plaga, pero otras son muy dañinas, porque se convierten en plagas o eliminan a otras especies nativas. Así sucedió con la introducción del conejo en Australia o los gatos u otros mamíferos en muchas islas del Pacífico en las que han llevado a la extinción a varias especies de aves Especies generalistas y especialistas. Las especies generalistas, como el hombre, la rata, las moscas, etc., pueden vivir en muchos lugares diferentes, ingerir gran variedad de alimentos y tolerar muy diversas condiciones ambientales. 47

48 Las especies especialistas sólo pueden vivir bajo condiciones alimenticias-o ambientales muy concretas. Así, por ejemplo, el oso panda se alimenta de hojas de bambú Estrategias de supervivencia. En muchas ocasiones las especies tienen que competir entre ellas para ocupar un lugar en el ecosistema. Las diferentes especies han ido adquiriendo, a lo largo de su evolución, una serie de características y habilidades que les facilitan la competencia según sea el ambiente en el que deben vivir. Se distinguen dos grandes tipos de estrategias de supervivencia: Estrategia de densidad de saturación - animales y plantas grandes con capacidad de competencia, larga vida y reducido número de descendientes. Tienen una población que se mantiene cerca de la densidad máxima que puede tener dadas las condiciones. Es lo que sucede, por ejemplo, con los robles de un bosque, las gaviotas o los linces. Los encontraremos en medios que permanecen estables largo tiempo (selva, bosques, regiones esteparias, etc.) Estrategia de gran tasa de incremento en sus ciclos de vida - especies microscópicas o de tamaño pequeño, como bacterias, protozoos, plantas fugaces, animales pequeños, etc. Su población mantiene un crecimiento exponencial hasta desaparecer bruscamente cuando las condiciones cambian. Es lo que sucede, por ejemplo, cuando llueve y se forman charcos. Si la temperatura es adecuada, la población de protozoos del charco crecerá rápidamente hasta que llegue un momento en el que el charco se seque o se termine el alimento y entonces la población disminuirá bruscamente. Estas especies pueden vivir en charcos de lluvia, rocas desnudas, zonas polares, desiertos, estanques, etc. Ellos ocupan áreas nuevas con facilidad y se extienden por ellas con rapidez. El papel que cumplen en los ecosistemas es colonizarlos en las primeras etapas de su desarrollo, y para ello, suelen ser organismos que producen muchas unidades de dispersión (hasta millones y miles de millones de esporas o huevos). Actividades de cierre. Elabora un resumen individual sobre el tema Comunidad y Población, mismo que tenga como máximo dos cuartillas, compártelo con tus compañeros de equipo y entreguen a su asesor el mejor del grupo para evaluarlo. 7. REDES TROFICAS. Una vez que conociste de manera amplia los conceptos de población y comunidad desde el punto de vista ecológico, estás en condiciones de conocer las múltiples relaciones que se presentan dentro de ellas, así es que prepárate porque son muchas y muy interesantes. Pero antes, observa los nombres de los diferentes individuos que se presentan a continuación, recórtalos y únelos en parejas, considerando aquellos que pienses que establecen alguna relación en su vida. Pega las parejas en una hoja, y anota 48

49 porque las uniste y compártanlas en la asesoría grupal. Ejemplo: La relación del cocodrilo y la garza, dado que el cocodrilo después de comer abre su boca para que la garza le limpie los dientes de los restos de comida; el cocodrilo se beneficia con la limpieza dental y la garza con el alimento digerido. Toma en cuenta que no siempre se van a beneficiar los dos individuos, en algún caso uno puede salir perjudicado. LEON HONGO TIBURÓN RÉMORA VENADO ALGA PIOJO RAÍCES DE PLANTAS CANGREJO ABEJA BACTERIA FLOR COCODRILO CARACOL HOMBRE GARZA Ya vimos en el capítulo del Ecosistema los tres tipos de cadenas tróficas. Llena los espacios subrayados. La cadena de depredadores - inicia con las plantas verdes (productores); siguen La cadena de parásitos e hiperparásitos - inicia con plantas verdes (productores), siguen: Actividades de desarrollo. Integrados en equipo, elaboren un cuadro comparativo de los diferentes tipos de relaciones recíprocas. Representar en una dramatización los tipos de relaciones reciprocas. 49