ECOSISTEMAS FACTORES ABIÓTICOS

Transcripción

1 ECOSISTEMAS El Ecosistema comprende la biocenosis o comunidad, el biotopo y sus dependencias mutuas, pues el biotopo influye en el ecosistema y, a su vez, la biocenosis modifica el biotopo. Por un lado, la comunidad comprende el conjunto de poblaciones de diferentes especies, tanto animales como vegetales, que comparten un mismo medio, así como las relaciones que existen entre todos ellos; los factores que surgen debido a la presencia de seres vivos en el ecosistema reciben el nombre de factores bióticos. Por otro, el biotopo es el hábitat o espacio físico que ocupa la biocenosis, así como sus características geológicas, topográficas y climatológicas; en este caso, los factores físico-químicos que influyen en la vida de los organismos reciben el nombre de factores abióticos. Si a un ecosistema le quitamos los seres vivos, el resultado que queda es el medio ambiente. BIOCENOSIS + BIOTOPO = ECOSISTEMA FACTORES ABIÓTICOS

2 FACTORES BIÓTICOS DEL ECOSISTEMA Las relaciones que se establecen entre los individuos de una población determinada se denomina intraespecífica, pues son relaciones entre individuos que pertenecen a la misma especie, y las que surgen entre distintas especies se denominan interespecíficas. Este es el punto de inicio para comprender que un ecosistema puede sobrevivir por sí solo, siempre que se organice como una sociedad que es capaz de autoabastecerse.

3 PLANTAS ADAPTACIONES ANIMALES

4 ADAPTACIONES AL MEDIO TERRESTRE El medio terrestre está constituido por todas las zonas del planeta en las que los organismos viven sobre un suelo, rodeados de aire. Los factores que determinan el medio terrestre son: - La luz - La temperatura. - La humedad atmosférica

5 ADAPTACIONES AL MEDIO ACUÁTICO El medio terrestre está constituido tanto por las masas de agua salada, mares y océanos como por las aguas dulces, ríos y lagos principalmente. Los factores que determinan el medio terrestre son: - La luz - La temperatura - La salinidad - La cantidad de oxígeno - La presión hidrostática - La viscosidad - La densidad - Los movimientos de agua

6 CIRCULACIÓN DE MATERIA Y ENERGÍA La Biosfera, desde un punto de vista termodinámico, se puede considerar un sistema abierto, ya que intercambia materia y energía con el entorno, mientras que la Ecosfera es un sistema cerrado: Los ecosistemas siguen unos principios de sostenibilidad natural que los seres humanos deberíamos imitar en todas nuestras actividades. Estos principios son: reciclar al máximo la materia de forma que se obtengan nutrientes, que no escapen a otros lugares y que no se produzcan desechos no utilizables, y utilizar la luz solar como fuente de energía. El ciclo de materia tiende a ser cerrado, mientras que el flujo de energía es cerrado. La energía entrante en la cadena trófica es igual a la acumulada en cada nivel en forma de materia orgánica, más la desprendida como calor. Como resultado de esta disminución del flujo de energía, el número de eslabones de la cadena trófica suele ser bastante reducido (cinco como máximo). 6

7 LAS RELACIONES TRÓFICAS Un tipo de relaciones que surgen en el ecosistema son las tróficas. El conjunto de todos los seres vivos presentes en un ecosistema y que obtienen la materia y la energía de un modo similar reciben el nombre de nivel trófico. En un ecosistema se pueden distinguir los niveles tróficos productores, consumidores y descomponedores: Productores: Son los organismo que poseen la capacidad de producir materia orgánica, por lo que no necesitan de otros seres para alimentarse. Están representados por los seres autótrofos, especialmente por los vegetales fotosintéticos, que producen materia orgánica a expensas de la materia inorgánica, utilizando como energía para este proceso la procedente de la luz solar. En un ecosistema existen distintos niveles tróficos, que se relacionan entre sí, formando las cadenas Consumidores son los seres vivos que consumen materia orgánica. Este nivel está representado por los seres heterótrofos, especialmente los animales que se alimentan de plantas (herbívoros o consumidores primarios) o de otros animales (carnívoros o consumidores secundarios e incluso pueden existir supercarnívoros o consumidores terciarios) para poder obtener energía. Descomponedores, las Bacterias y los Hongos inferiores, capaces de aprovechar la materia orgánica de los restos de los grupos anteriores (cadáveres, excrementos...) para descomponerla en inorgánica (materia mineral), que será útil para los productores y obtener así su energía. También reciben el nombre de Reductores. Las relaciones tróficas muestran de forma clara la interdependencia de los diferentes componentes del mismo. Por ejemplo, las algas del plancton sirven de alimento a los crustáceos del plancton, y éstos a su vez a los peces; las focas se nutren de peces y, a su vez, pueden servir de comida a los osos polares. De esta forma se establecen en el ecosistema una cadena alimentaria. En el ejemplo concreto, la supervivencia de los osos polares depende de cualquiera de los eslabones anteriores, es decir, de los anteriores niveles tróficos ADAPTACIONES AL MEDIO ACUÁTICO 7

8 LAS PIRÁMIDES TRÓFICAS Una pirámide trófica es una representación gráfica dela variación que existe entre los diferentes niveles tróficos para una característica determinada. 8

9 CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Los ciclos biogeoquímicos comprenden una serie de caminos realizados por la materia, que escapa de la biosfera a través de otros sistemas (atmósfera, hidrosfera o litosfera) antes de retornar a ella. El tiempo de permanencia de los elementos en los distintos medios es muy variable, denominándose almacén o reserva aquel lugar donde dicha permanencia es máxima. Los ciclos biogeoquímicos están perfectamente ajustados por diversas realimentaciones y en ellos se encuentran implicados el ciclo del agua, el ciclo geológico y los procesos vitales de fotosíntesis y respiración. Como cualquier otro ciclo de materia, los ciclos biogeoquímicos tienden a ser cerrados. Sin embargo, las actividades humanas ocasionan la apertura y la aceleración de los mismos, con lo que contravienen uno de los principios de sostenibilidad en los que se basa el funcionamiento de los ecosistemas: reciclar al máximo la materia de forma que se obtengan nutrientes,, que no escapen a otros lugares y que no se produzcan desechos. CICLO DEL OXÍGENO 9

10 CICLO DEL CARBONO 10

11 CICLO DEL NITRÓGENO 11

12 CICLO DEL FÓSFORO 12

13 CICLO DEL AZUFRE 13

14 AUTORREGULACIÓN DEL ECOSISTEMA Un ecosistema es un sistema formado por la interacción entre una biocenosis o comunidad y unos factores físicos del medio. A partir de las relaciones tróficas que ligan a la biocenosis se puede modelar un sistema autorregulado. Imaginemos un acuario relleno con el agua de una charca, en la que existen los nutrientes necesarios, que exponemos a la luz solar dejándolo destapado (modelo caja negra cerrado). De entre las múltiples relaciones tróficas establecidas en nuestro acuario, elegimos una sencilla cadena de tres eslabones: productores, herbívoros y carnívoros. Además, existen las bacterias descomponedoras que reciclan los nutrientes. Todos ellos se encuentran enlazados mediante bucles de realimentación negativa que dan estabilidad al sistema. Si sólo existiera la población de algas, crecerían de forma exponencial hasta que algunos de los nutrientes comenzaran a escasear, constituyendo el factor limitante que provocaría su extinción. Los herbívoros lo evitan porque regulan el crecimiento exponencial del alga, rejuveneciendo su población por incremento en su tasa de renovación. Por otra parte, enriquecen en nutrientes el medio, realimentando positivamente a la población del alga a partir de un bucle establecido con ellas a través de los descomponedores. Resulta fácil deducir lo que ocurriría al añadir el resto de los niveles tróficos: la conclusión es que nuestro sistema se regula solo. Si se nos ocurriera introducir un pez en este ecosistema, correríamos el riesgo de destruirlo al alterar el ciclo de la materia y su capacidad de autorregulación. A partir de ese momento sólo se podría mantener si le añadiéramos oxígeno y comida, convirtiéndolo en un ecosistema artificial. Esto es lo que hace el ser humano con los ecosistemas terrestres: romper el autocontrol de los mismos para imponer el suyo propio. Los ecosistemas naturales se equilibran mucho más al existir toda una amplia gama de relaciones causales simples y complejas que lo regulan, establecidas entre los múltiples eslabones que los constituyen. Relaciones tróficas en un acuario (Autorregulación del sistema (J.Salvachúa) Un ecosistema modelo es cerrado para la materia, aunque abierto para la energía, siendo capaz de autorregularse y permanecer en equilibrio a lo largo del tiempo. 14

15 AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN Cada población está constituida por un conjunto de individuos de la misma especie que viven en un lugar determinado La resistencia ambiental viene marcada por un conjunto de factores que impiden que una población alcance su máximo potencial biótico. Dichos factores pueden ser externos o internos a la población: Factores externos. Pueden ser abióticos (presencia de depredadores, parásitos que les provocan enfermedades u otros organismos con los que compite por un determinado recurso) y abióticos (cambios de clima, escasez de agua o de ciertos gases, variaciones del ph o de la salinidad, etc.). Factores internos. El aumento de la densidad de población (número de individuos por unidad de superficie o de volumen) que afecta negativamente a los hábitos reproductores. Debido a la resistencia ambiental se establecen dos bucles de realimentación negativa que afectan al potencial biótico y, a la vez, ejercen un control sobre el número de individuos de una población. En función de las diferencias en cuanto a los valores del potencial biótico, existen dos estrategias de reproducción: r estrategas, individuos que poseen un potencial biótico muy elevado (una elevada TN), lo que significa que tienen muchas crías que no reciben cuidados, por lo que quedan abandonadas a su suerte. Debido a ello, son pocas las que sobreviven (poseen una elevada TM) y logran alcanzar la edad adulta, por lo que el tamaño de la población se mantiene estacionario. Por ejemplo, los insectos y los peces. k estrategas, individuos que poseen una menor TN, por lo que tienen pocas crías. Sin embargo, la TM es también menor porque, al recibir cuidados, la mayoría de ellas consigue alcanzar la edad adulta. Por ejemplo, los mamíferos y las encinas. En ciertas condiciones, naturales (cambio climático) o artificiales (debidas a actuaciones humanas), se puede producir un incremento drástico de la resistencia ambiental, lo que puede suponer una amenaza para la supervivencia de determinadas especies. Cada especie se desarrolla dentro de unos determinados valores de cada uno de los factores del medio, lo que se conoce como valencia ecológica. La escasez o la demasía de alguno de los factores o elementos del medio pueden dar lugar a que éste se comporte como factor limitante para el crecimiento de una determinada especie. 15

16 VALENCIA ECOLÓGICA Y POBLACIONES Se denomina valencia ecológica al campo o intervalo de tolerancia de una especie respecto a un factor cualquiera del medio (luz, temperatura, humedad, fósforo, nitrógeno, ph, etc.), que actúa como factor limitante. El crecimiento de cada especie está supeditado a unos valores, máximo y mínimo, de cada uno de los factores del medio en el que se desarrolla, es decir, posee una valencia determinada. Desde el punto de vista de la amplitud de la valencia ecológica, podemos considerar dos tipos de especies diferentes, las especies eurioicas y las especies estenoicas: - Eurioicas. Aquéllas especies que son poco exigentes respecto a los valores alcanzados por un determinado factor, es decir, poseen valencias ecológicas de gran amplitud. Sin embargo, el número máximo de individuos no suele ser muy elevado. Las especies eurioicas suelen ser r estrategas, que son generalistas, es decir, son más tolerantes a las variaciones de las condiciones del medio, aunque su abundancia sea menor. - Estenoicas. Aquellas especies que son muy exigentes respecto a los valores alcanzados por un determinado factor, es decir, que presentan unos límites de tolerancia estrechos. Sin embargo, cuando se dan las condiciones óptimas, el número de individuos es bastante elevado. Las especies estenoicas suelen ser k estrategas, que son más especialistas, es decir, responden de modo más eficaz cuando las condiciones del medio le son propicias. 16

17 AUTORREGULACIÓN DE LA COMUNIDAD Las poblaciones no se encuentran aisladas en el medio en el que habitan, sino que se relacionan con otras con las que comparten el territorio, constituyendo una comunidad o biocenosis. La coexistencia de poblaciones diferentes en un ecosistema genera una serie de interacciones, de las que depende la evolución simultánea de todas ellas. Dichas interacciones actúan como factores limitantes bióticos, que al permitir la existencia de unas en detrimento de otras, van a contribuir a la estabilidad del conjunto. Las poblaciones aisladas pueden alcanzar unas condiciones óptimas para prosperar. Sin embargo, las poblaciones incluidas dentro de una comunidad han de renunciar a muchas de ellas por el bien común. MODELO DEPREDADOR-PRESA El modelo depredador-presa es estabilizador, ya que se basa, en esencia, en la existencia de un bucle de realimentación negativo. Las presas iniciarán su crecimiento y la población del depredador, al tener alimento en abundancia, comenzará a crecer hasta que la población de la presa empiece a escasear. Pasando un cierto tiempo, los depredadores, al no existir suficientes presas para mantener la elevada población, morirán de hambre, con lo que su número disminuirá. Cuando este sea muy reducido, las presas pueden volver a iniciar su aumento. Este ciclo de aumentos y disminuciones de ambas poblaciones se repite indefinidamente hasta que una de ellas desaparezca. El ciclo límite, una gráfica que nos permite observar el número de depredadores en función del número de presas y viceversa. 17

18 PARASITISMO El parasitismo es una relación binaria en la que un individuo, el parásito, resulta beneficiado, y el otro, el hospedante es perjudicado. Puede haber dos clases de parasitismo, el endoparasitismo (en el que el parásito vive dentro del organismo hospedante, como por ejemplo la duela del hígado) y el ectoparasitismo (donde el parásito es externo, como la pulga, la chinche o el piojo). Comparando los diagramas causales Depredador/Presa, Parasito/Hospedador y Competencia: D / P P / H Competencia interespecífica 18

19 COMPETENCIA La competencia es una relación entre los individuos de una o más especies que al utilizar el mismo recurso (alimento o territorio) no pueden coexistir. Este tipo de relación se da tanto entre individuos de la misma especie, en cuyo caso se denomina intraespecífica (por ejemplo, ceibas muy juntas cuyas ramas compiten por la luz y sus raíces por el agua y las sales minerales), como entre especies distintas, llamándose entonces interespecífica (por ejemplo, ovejas y cabras que conviven en un mismo territorio). La competencia intraespecífica será más fuerte, ya que consiste en la lucha por unos requerimientos idénticos. En este tipo de competencia sólo vivirán los individuos mejor dotados, actuando ésta como mecanismo de selección natural. La competencia interespecífica contribuye a la organización de los ecosistemas, pues la especie mejor adaptada logrará el objetivo deseado, expulsando a los demás (principio de exclusión competitiva). 19

20 NICHO ECOLÓGICO Relacionado con la competencia surge el concepto de nicho, que no debe ser confundido nunca con el hábitat, ya que éste último es el lugar donde vive una especie y sin embargo, el nicho es un concepto mucho más amplio. El nicho ecológico es el conjunto de circunstancias, relaciones con el ambiente, conexiones tróficas y funciones ecológicas que definen el papel desempeñado por una especie de un ecosistema. El concepto de nicho se deriva de la competencia establecida entre las especies, ya que si dos de ellas tienen el mismo oficio en un ecosistema, es decir, el mismo nicho ecológico, competirán entre sí y una de ellas será excluida. El nicho lo marcan tanto los factores bióticos como los abióticos. En esta imagen, el hábitat de las garzas es el pantano, mientras que el nicho lo constituyen todas las circunstancias que rodean a cada especie de garza (lugar de anidación, época de celo, etc.). Cada especie de garza tiene un nicho ecológico diferente del resto de garzas con las que comparte el hábitat. Podemos distinguir dos tipos de nicho: Nicho potencial (ideal o fisiológico) Es aquel nicho que satisface todas las necesidades de una determinada especie. Es muy teórico, aunque podría conseguirse en condiciones de laboratorio. Nicho ecológico (real) Es el nicho ocupado por una especie en condiciones naturales. 20

21 LA SUCESIÓN ECOLÓGICA La sucesión ecológica es la secuencia de cambios que se producen en un ecosistema, como resultado de su propia dinámica interna. En todos los ecosistemas, a medida que la sucesión avanza, se van produciendo de manera general diversos fenómenos: - Aumenta la diversidad de especies. - Aumenta la complejidad estructural. - Aumenta la eficacia en el aprovechamiento de la energía. - Se incrementa la biomasa. - Disminuye la productividad. - Aumenta la estabilidad del ecosistema. Se pueden distinguir dos tipos de sucesiones: Sucesión primaria: es aquella que se establece en un lugar que no ha sido colonizado anteriormente por seres vivos y en el cual no se ha formado un suelo. Las primeras especies que aparecen son denominadas pioneras o colonizadoras, son sustituidas por otras llamadas especialistas, que explotan nichos no accesibles anteriormente por las pioneras. Son sucesiones lentas. Sucesión secundaria: es la que se produce en una zona donde antes existía una comunidad que ha sido parcial o totalmente eliminada por una perturbación. Son sucesiones rápidas. 21

22 A medida que transcurren las sucesiones, se pueden apreciar una serie de cambios en los ecosistemas. Estos cambios cumplen unas reglas generales en las sucesiones. Las reglas generales de las sucesiones son las siguientes: La diversidad aumenta. La comunidad clímax presenta una elevada diversidad que implica una existencia de un gran número de especies. La estabilidad aumenta. Las relaciones entre las especies que integran la biocenosis son muy fuertes, existiendo múltiples circuitos y realimentaciones que contribuyen a la estabilidad del sistema. Cambio de unas especies por otras. Las especies pioneras u oportunistas colonizan, de forma temporal, los territorios no explotados. Se pasa de forma gradual de las especies r estrategas, adaptadas a cualquier ambiente, a especies k estrategas, más exigentes y especialistas. Aumento en el número de nichos. Este incremento es debido a que cuando se establecen relaciones de competencia, las especies r son expulsadas por las k, que ocupan sus nichos. El resultado final es una especie para cada nicho y un aumento en el número total de ellos. Evolución de los parámetros tróficos. La productividad decrece con la madurez. Margalef afirma que la comunidad clímax es el estado de máxima biomasa y mínima tasa de renovación. Si se piensa en la comunidad clímax de un ecosistema, la selva tropical es su máximo exponente pues es un ecosistema prácticamente cerrado, donde la materia se recicla con suma rapidez debido a la acción eficaz de los descomponedores, y se almacena en forma de biomasa. 22

23 BIOMAS Un bioma es un ecosistema que se desarrolla sobre una gran extensión de la superficie del planeta, puede ser terrestre o acuática (por ejemplo la sabana). Podría decirse también que se trata de una formación biogeográfica junto con los organismos que viven en ella. A grandes rasgos, se observa la existencia de un cinturón arbóreo alrededor de la zona ecuatorial, denominado selva tropical, que se encuentra subdividida fundamentalmente en húmeda, de hoja caduca y sabana A medida que avanzamos en latitud, encontramos el bosque esclerófilo o chaparral (encinas, alcornoques y coscojas), que ocupa el área mediterránea; posteriormente, el bosque caducifolio, formado mayoritariamente por fagáceas (robles y hayas); el bosque de coníferas o taiga sustituye al precedente a mayores latitudes y altitudes; aproximadamente por encima del círculo polar ártico y en las cumbres montañosas (donde las condiciones de temperatura no permiten la existencia de árboles) se extiende la tundra, formada por musgos y líquenes. Principales biomas terrestres 23

24 ALGUNOS ASPECTOS DE ALGUNOS BIOMAS 24

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