Principios de Ecología y Medio Ambiente BIO - 143M. Encargado:Dr. José Miguel Fariña (JMF)

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1 Principios de Ecología y Medio Ambiente BIO - 143M Encargado:Dr. José Miguel Fariña (JMF)

2 ECOLOGÍA Ciencia que estudia las relaciones, la distribución y la abundancia de los organismos, o grupos de organismos en un ambiente determinado OIKOS (griego: casa) + LOGIA (estudio de..) = OECOLOGIE OTRAS DEFINICIONES DE ECOLOGIA: - Estudio científico de las relaciones entre los organismos y su ambiente. - Ciencia que estudia la distribución y abundancia de los tipos de organismos - Ciencia que estudia la distribución y abundancia de los tipos de organismos y las relaciones energéticas que se dan entre estos y su ambiente.

3 Componentes: CIENCIA: Actividad intelectual que se busca entender fenómenos en base a métodos de análisis lógicos y estandarizados. ORGANISMO: Ser vivo que sigue la secuencia vital (nacer, crecer, reproducirse y morir). AMBIENTE: Condiciones abióticas (físicas) y bióticas (biológicas). RELACIONES: Interacciones.

4 Ernst Haeckel General Morphology (1866) Ecología = Oikos Charles Darwin Origin of Species (1859) Economy of nature = The struggle for existence

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6 Ecología (rama cientifica de la biología) Ecologismo (movimiento social) Ecológicos : Microbuses, Taxis, Zapatos, Yogourt, Tinta, Papel, Cuadernos, etc, etc, etc.

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10 LA ECOLOGIA TIENE VINCULOS ESTRECHOS CON OTRAS CIENCIAS FIG 1.2 (pp 5)

11 NIVELES DE ORGANIZACIÓN o UNIDADES DE LA ECOLOGIA A cada nivel los SISTEMAS están formados por componentes BIOTICOS y ABIOTICOS interactúantes. INDIVIDUOS: cada especie biológica se representa en un momento y lugar determinado por entes discretos (individuos) que cumplen con el ciclo de nacimiento, crecimiento, reproducción y muerte. POBLACIONES: conjuntos de individuos de una misma especie que ocurren en un lugar y tiempo determinado y que tienen la capacidad de reproducirse entre si en algún momento de su ciclo vital. COMUNIDADES: conjunto de poblaciones de diferentes especies que interactúan en un lugar y momento determinado. ECOSISTEMAS: sistema formado por factores bióticos (organismos) y abióticos (físicos) que ocurren en un momento y lugar determinado. También puede ser definido como la comunidad + el ambiente físico. BIOSFERA: los distintos tipos de ecosistemas de la tierra forman y definen a la cubierta viva de la tierra o BIOSFERA.

12 ECOLOGÍA DE INDIVIDUOS

13 ECOFISIOLOGÍA = Estudia cómo los individuos interactuán con su ambiente para lograr y mantener su homeostásis y supervivencia. HOMEOSTASIS = Presupuestos de tiempo, materia y energía.

14 FISIOLOGÍA = Estudo de la función a nivel individual QUÉ ES LA ECOFISIOLOGÍA? Enfoque en el funcionamiento de los individuos ante las restricciones físico-químicas del ambiente.

15 ECOLOGÍA DE INDIVIDUOS ESTUDIOS CONDUCTUALES Tratan de entender cómo la conducta de los organismos representa una adaptación a su ambiente. Se entiende al comportamiento como resultado de un proceso evolutivo. La ECOLOGÍA CONDUCTUAL es el área de la ecología que busca entender la función o las consecuencias del comportamiento sobre aspectos del ciclo de vida de los organismos.

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18 ECOLOGÍA DE POBLACIONES

19 ECOLOGÍA DE POBLACIONES POBLACIÓN = Colección de individuos de la misma especie que ocupa un área determinada y que potencialmente puede reproducirse. La ECOLOGIA de POBLACIONES se enfoca a entender como y porque las poblaciones cambian de tamaño en el tiempo.

20 PREGUNTAS DE LA ECOLOGÍA DE POBLACIONES 1. Qué factores limitan el crecimiento poblacional? 2. Qué factores regulan a las poblaciones? 3. Qué tipos de dinámica son esperables de observar en la naturaleza? 4. Qué tipo de dinámica poblacional son esperables a partir de relaciones entre depredadores y presas? APLICACIONES DE LA ECOLOGÍA DE POBLACIONES 1. Conservación de especies en peligro 2. Control de pestes y plagas 3. Manejo de poblaciones explotadas (pesquerias) 4. Epidemología

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25 ECOLOGÍA DE COMUNIDADES

26 ECOLOGÍA DE COMUNIDADES Los ecólogos de comunidades examinan los PATRONES e INTERACCIONES que se dan entre GRUPOS DE ESPECIES. Las distribuciones de las especies están determinadas interacciones biológicas (Depredación, Competencia, etc) y por factores ambientales (Luz, Temperatura, nutrientes). DISTINTOS ENFOQUES (Complementarios). La comunidad como grupos de especies (DIVERSIDAD) La comunidad como una colección de poblaciones (DINAMICA COMUNITARIA)

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29 PREGUNTAS DE LA ECOLOGÍA DE COMUNIDADES 1. Cuáles son los límites espaciales de una comunidad? 2. Qué factores causan los patrones de vegetación y sucesión? 3. Qué factores determinan la diversidad o riqueza de especies en un área determinada? APLICACIONES DE LA ECOLOGÍA DE COMUNIDADES 1. Conservación de especies en peligro en un contexto comunitario. 2. Diseño de reservas. 3. Localización de áreas específicas de diversidad (hot spots). 4. Categorización de especies endémicas y raras.

30 ECOLOGÍA DE ECOSISTEMAS

31 ECOLOGÍA DE ECOSISTEMAS Estudia el transporte de materia y energía a través de los diferentes componentes de los ecosistemas. Busca entender cómo la energía y la materia se mueven entre los organismos y el ambiente. PREGUNTAS Qué tan productivos son los diferentes ecosistemas? Qué factores controlan la productividad primaria? Cómo se transforman y ciclan los nutrientes en los ecosistemas?

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34 APLICACIONES DE LA ECOLOGÍA DE ECOSISTEMAS 1. Servicios ecosistémicos para las sociedades humanas. 2. Ciclos de las substancias tóxicas en los ecosistemas. 3. Restauración de ecosistemas degradados. 4. Manejo sustentable de ecosistemas en un mundo cambiante.

35 LA ECOLOGÍA ES UNA CIENCIA FENÓMENO = PATRÓN EN LA NATURALEZA (Observación y registro) HIPÓTESIS = enunciado explicativo que propone a las posibles causas del fenómeno en estudio. TEST DE HIPÓTESIS = uso de los datos (OBSERVACIONES, EXPERIMNENTOS) para definir las relaciones entre las explicaciones causales y el fenómeno. RECHAZAR O NO PODER RECHAZAR LA HIPÓTESIS Mas adelante.. Formulación de MODELOS (representaciones simplificadas de la realidad) que sintetizan las relaciones causa-fenómeno. TEORIAS: conjuntos de HIPOTESIS, MODELOS y LEYES que sustentan lógicamente una serie de relaciones causa-efecto para un determinado fenómeno.

36 LOS ORGANISMOS Y SU AMBIENTE TODOS LOS SERES VIVOS ESTAN EN CONSTANTE INTERACCION CON SU AMBIENTE

37 Las plantas absorben CO 2 desde la atmósfera a través de sus hojas. Agua y nutrientes desde el suelo por medio de sus raíces y, liberan agua y oxígeno a la atmósfera. Los animales consumen plantas y a otros animales y liberan productos de desecho hacia el suelo, agua y atmósfera.

38 Los organismos necesitan encontrar y extraer sus recursos desde el ambiente y además necesitan condiciones físicas adecuadas para desarrollar sus actividades. Si un organismo puede sobrevivir, crecer y reproducirse bajo ciertas condiciones ambientales se dice que el organismo esta ADAPTADO a su ambiente.

39 LAS CONDICIONES AMBIENTALES VARIAN EN EL ESPACIO Y EL TIEMPO

40 Fig 4.5 pp 41

41 Todos los organismos viven en ambientes que presentan variaciones espaciales y temporales en los factores bióticos y abióticos. Las variaciones pueden ser de pequeña escala: temporal (e.g., día-noche, semanal, estacional) o espacial (micro-hábitat, sitioespecífica). Las variaciones también pueden ser de amplia escala: temporal (Inter.-anual, décadas, siglos) y espacial (Inter.-sitios, latitudinal, altitudinal, regional, continental, hemisférica).

42 Los organismos se ajustan a ambos tipos de variaciones acoplando sus ciclos vitales (temporalmente) y su distribución (espacialmente). Fig 5.7 pp 57 Cuestiones de la ecología 5.1 pp 60.

43 Prácticamente todos los organismos experimentan un conjunto de condiciones ambientales particulares

44 LOS ORGANISMOS NECESITAN UN AMBIENTE INTERNO RELATIVAMENTE CONSTANTE QUE PERMITA SATISFACER LAS NECESIDADES DE SUS CELULAS, TEJIDOS Y ORGANOS Frente a un ambiente externo con amplias variaciones la mantención de las condiciones internas constantes requiere de intercambio continuo de energía y materiales entre el organismo y el medio.

45 El mantenimiento de las condiciones internas dentro de un rango adecuado para el organismo se llama HOMEOSTASIS.

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47 La mantención de la HOMEOSTASIS se desarrolla a través de FEEDBACK (RETROALIMENTACIONES) Positivas y/o Negativas. FEEDBACK POSITIVO: incrementa o gatilla una actividad o proceso que va en la misma dirección y sentido que una señal externa. FEEDBACK NEGATIVO: incrementa o gatilla una actividad o proceso que va en una dirección y sentido opuesto a una señal externa.

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50 LA HOMEOSTASIS SOLO ES POSIBLE DENTRO DE UN RANGO DE CONDICIONES. Las condiciones ambientales en la que la homeostasis funciona tiene limites determinados. Estos límites se fijan dentro del denominado RANGO DE TOLERANCIA. Se asume que los organismos tienen rangos de tolerancias para cada uno de los factores ambientales (bióticos y abióticos) que afectan su ciclo vital: 1- LEY DEL MINIMO DE LEIBIG 2- LEY DE LA TOLERANCIA.

51 Se asume que el rango de tolerancia de cada factor ambiental sigue la forma de una distribución normal dentro de la cual se distinguen une serie de rangos específicos. Estos rangos desde el extremo externo hacia el centro de la distribución corresponden a: LIMITE a la SOBREVIVENCIA: fuera de este rango el organismo muere como fruto de la carencia o exceso del factor. CRECIMIENTO: entre este rango y los limites de la SOBREVIVENCIA el organismo prácticamente sólo sobrevive REPRODUCCION: entre este rango y el limite de CRECIMIENTO el organismo sobrevive y además crece, pero no se reproduce.

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53 UN ORGANISMO NO PUEDE FUNCIONAL DE IGUAL FORMA EN AMBIENTES DIFERENTES Las características que pueden facilitar la vida de un organismo en un ambiente determinado (adaptaciones) pueden limitarlo en otro ambiente. Las ESPECIALIZACION define un aumento en la eficiencia pero una reducción en la capacidad para ejercer funciones en ambientes distintos (Plasticidad). La GENERALIDAD permite explorar y utilizar una serie de ambientes distintos o rangos mas extremos de ciertas variables pero tiene el costo asociado de la disminución en la eficiencia.

54 Normalmente los organismos se enfrentan al dilema entre ESPECIALIZACION v/s GENERALIDAD. PLASTICIDAD v/s EFICIENCIA.

55 LA DISTRIBUCION DE LOS ORGANISMOS REFLEJA LA VARIACION AMBIENTAL Las DISTRIBUCION (presencia-ausencia) y ABUNDANCIA (número de individuos) refleja las variaciones ambientales de los factores que afectan a los ciclos vitales de los organismos. Normalmente las distribuciones geográficas de los organismos representan sus rangos de tolerancia a una o mas variables ambientales. Dentro de las distribuciones geográficas de los organismos se representan los rangos de sobrevivencia, crecimiento, reproducción y optimo.

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57 CADA ORGANISMO OCUPA UN HABITAT DETERMINADO HABITAT es el lugar donde vive un organismo. El hábitat puede ser definido a varias escalas temporales y espaciales, Esta definición depende de EL GRANO AMBIENTAL que se utilice para registrar y definir el hábitat. Por ejemplo para un ave determinada su hábitat puede ser la zona costera de Chile / La cordillera de la Costa / Las laderas de exposición norte de dicha cordillera / Las zonas con abundante pasto y pocos cactus en dichas laderas. Incluso se pueden definir hábitat en los cuales los organismos desarrollan actividades específicas o particulares (e.g., hábitat alimenticio, hábitat reproductivo).

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59 EL NICHO DE UN ORGANISMO SE DEFINE POR LAS RESTRICCIONES Y COMPROMISOS EN EL USO DEL HABITAT. El CONJUNTO de RANGOS DE TOLERANCIA de TODOS los factores que determinan las actividades vitales de un organismo se denomina NICHO. El NICHO es la respuesta MULTIFUNCIONAL de los organismos a los distintos factores que determinan sus aspectos vitales. Cuando se define el NICHO de una especie ocurre que la sumatoria de las curvas de tolerancia forman un HIPERVOLUMEN.

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62 PROXIMA CLASE.. La historia de la tierra

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