Introducción Conceptos Básicos de Ecología Todos los seres vivos tienen una manera de vivir que depende de su estructura y fisiología y también del tipo de ambiente en que viven, de manera que los factores físicos y biológicos se combinan para formar una gran variedad de ambientes en distintas partes de la biosfera. Así, la vida de un ser vivo está estrechamente ajustada a las condiciones físicas de su ambiente y también a las bióticas, es decir a la vida de sus semejantes y de todas las otras clases de organismos que integran la comunidad de la cual forma parte. La ecología se ocupa del estudio científico de las interrelaciones entre los organismos y su ambiente, y por tanto de los factores físicoquímicos y biológicos que influyen en estas relaciones y son influidos por ellas. Los organismos pueden estar asociados a tres niveles de organización: poblaciones, comunidades y ecosistemas. En el uso ecológico, una población es un grupo de individuos de la misma especie que ocupan un lugar determinado. Una comunidad biótica comprende todas las poblaciones que ocupan un área física definida. La comunidad, junto con el medio ambiente abiótico (físicoquímico) componen un ecosistema. La totalidad de ecosistemas del planeta tierra conforman la ecosfera, mientras que la biosfera es la parte del globo terrestre donde existen seres vivos. La biosfera. La biosfera incluye la ecosfera, partes de la hidrosfera (mares, ríos, lagos), de la atmósfera y de la litosfera (capa superior del planeta tierra). De las capas atmosféricas, son de mayor importancia en la ecología la troposfera, la cual
contiene el aire que nos rodea, y la estratosfera que contiene la capa de ozono que nos protege de los rayos ultravioleta del sol. La litosfera es la capa más superficial del planeta tierra. Es sólida y está formada por la corteza continental, corteza oceánica y una parte del manto superior rígido. Tiene un espesor promedio de unos 70 a 100 km. La litosfera esta fragmentada en una serie de placas tectónicas o litosféricas las cuales se mueven impulsadas por corrientes de convección que surgen desde el interior del planeta. El movimiento de estas placas, las cuales se separan entre sí en algunos casos, y chocan unas contra otras en otros, es la causa de que en los bordes de las mismas se generan fenómenos geológicos tales como el magmatismo (incluyendo la actividad volcánica), la sismicidad (ocurrencia de terremotos) y la orogénesis (formación de montañas). El límite altitudinal superior de la biosfera es de unos 10,000 m. de altura aproximadamente, mientras que el límite inferior se ubica en el fondo de las de las fosas marinas más profundas, las cuales se encuentran alrededor de los 10,000 m. más o menos. Fuera de esta franja de unos 20 km. máximos de grosor, no existe la vida ya que las condiciones no son favorables, debido a limitaciones de temperatura, presión atmosférica, nutrientes y oxígeno entre otros. Los ecosistemas Un ecosistema es un sistema compuesto por una comunidad en interacción con su ambiente abiótico. Un ecosistema puede ser tan grande como un bosque o tan pequeño como un acuario que contiene peces tropicales, plantas verdes y caracoles. Un ejemplo clásico de un ecosistema bastante compacto para ser investigado en detalle cuantitativo es una laguna o un estanque. La parte abiótica del lago comprende el agua, el oxígeno disuelto, el bióxido de carbono, las sales inorgánicas como fosfatos y cloruros de sodio, potasio y calcio, y muchos compuestos orgánicos. Los organismos vivos pueden subdividirse en productores, consumidores y desintegradores o descomponedores según su papel, contribuyendo a conservar en función al ecosistema como un todo estable de interacción mutua. En primer lugar, existen los productores, organismos autos tales como las plantas verdes y algunas bacterias que pueden fabricar compuestos orgánicos a partir de sustancias inorgánicas sencillas por fotosíntesis (o por quimiosíntesis en algunos casos). En un lago, hay dos tipos de productores: las plantas mayores que crecen sobre la orilla o flotan en aguas poco profundas y las algas, que se distribuyen por todo el líquido, hasta la profundidad máxima alcanzada
por la luz. Estas algas que se designan colectivamente con el nombre de fitoplancton, no suelen ser visibles, salvo si las hay en gran cantidad, en cuyo caso comunican al agua tinte verdoso. Suelen ser bastante más importantes como productoras de alimentos para el lago que las plantas visibles. Los organismos consumidores son heterótrofos, por ejemplo, insectos y sus larvas, crustáceos, peces y tal vez algunos moluscos de agua dulce. Los consumidores primarios son los que ingieren plantas; los secundarios, los carnívoros que se alimentan de los primarios, y así sucesivamente. Podría haber algunos consumidores terciarios que se alimenten de los consumidores secundarios carnívoros. El ecosistema se completa con organismos descomponedores, bacterias y hongos, que desdoblan los compuestos orgánicos de células procedentes del productor muerto y organismos consumidores en moléculas orgánicas pequeñas y en sustancias inorgánicas que pueden usarse como materia prima por las plantas y las algas. La energía y las cadenas y redes alimentarias. La energía luminosa procedente del sol (energía radiante), es convertida en alimento (energía química) por los organismos autos. Esta energía es almacenada en los enlaces químicos de compuestos tales como la glucosa y mediante la respiración celular, es convertida en ATP, molécula que suple la energía necesaria para realizar los distintos trabajos del metabolismo, para caminar, para reparar los tejidos, o para reproducirse. Mientras se realiza el trabajo que sea, la energía se escapa al ambiente en forma de calor. Cadenas alimentarias y flujo de energía en los ecosistemas Primer nivel Productores Segundo nivel Consumidor primario Tercer nivel Consumidor secundario Cuarto nivel Consumidor terciario Calor Calor Calor Calor Energía Solar Calor Calor Descomponedores Calor
En los ecosistemas, el flujo de energía ocurre en cadenas alimentarias o cadenas tróficas, en las cuales la energía de los alimentos pasa de un organismo al próximo formando una secuencia. Los productores son la base de la cadena debido a que captan la energía solar mediante la fotosíntesis. Los herbívoros y los omnívoros ingieren plantas, obteniendo la energía química de las moléculas de los productores. Los herbívoros son consumidos por los carnívoros y los omnívoros, los cuales obtienen la energía almacenada en las moléculas de los herbívoros. En cada paso, los descomponedores degradan las moléculas orgánicas de los restos de todos los miembros de la cadena alimentaria. En un ecosistema siempre habrá numerosas cadenas alimentarias interrelacionadas, formando una red de alimentación. Los estudios de campo y el conocimiento más profundo de las distintas especies nos revelará que esas cadenas tróficas a lo sumo expresan un tipo predominante de relación entre varias especies de un mismo ecosistema. La realidad es que cada uno de los eslabones mantiene a su vez relaciones con otras especies pertenecientes a cadenas distintas formando más bien una red alimentaria o trófica donde las cadenas tróficas de cada eslabón comunican con otros que a menudo se sitúan en direcciones distintas. La hierba no sólo alimenta a la oveja, sino también al conejo y al ratón, que serán presa de un águila y un búho, respectivamente. La oveja no tiene al lobo como único enemigo, aunque sea el principal. El águila intentará apoderarse de sus crías y, si hay un lince en el territorio, competirá con el lobo, que en caso de dificultad no dudará en alimentarse también de conejos. Red alimentaria en un ecosistema terrestre. Finalmente, toda la energía que entra al ecosistema proveniente del sol, luego de ser transformada por la fotosíntesis y la respiración celular en las cadenas y redes alimentarias y aprovechada para las múltiples necesidades de los organismos, será disipada en forma de calor. Desde los ecosistemas más grandes y más complejos (por ej. un bosque) hasta los más pequeños y sencillos (una laguna), puede demostrarse que están
constituidos por los mismos componentes: organismos productores, consumidores y descomponedores (ambiente biótico), y por factores físicoquímicos tales como el substrato (suelo, tierra, agua), la temperatura, la lluvia y el ph (ambiente abiótico). Relaciones interespecíficas. Dentro de este amplio apartado se incluyen todas aquellas relaciones directas o indirectas entre individuos de especies diferentes. Entre ellas tenemos el parasitismo, la depredación, la competencia, el comensalismo y el mutualismo. La importancia de estas relaciones es que establecen muchas veces los flujos de energía dentro de las redes tróficas y por tanto contribuyen a la estructuración del ecosistema. Interacciones entre especies en las comunidades Interacción Competencia Especies A B Naturaleza de la interacción Las dos poblaciones se inhiben. Mutualismo La interacción es favorable para ambas poblaciones. Depredación La población A, el depredador mata y consume a la población B, la presa. Parasitismo La población A el parásito explota a la población B, el hospedero. Comensalismo 0 La población A el comensal, se beneficia, B hospedero permanece sin ser afectado. Existe relación de competencia cuando los individuos deben luchar en el ambiente por adueñarse de un determinado recurso, que puede ser el espacio, la luz, la seguridad, el alimento, etc. La relación de depredación es aquella en la que un organismo captura a otro para nutrirse de él. El parasitismo sucede cuando un organismo se alimenta de otro viviendo sobre él o en su interior durante toda o la mayor parte de la vida del otro. Así, son parásitos del perro tanto la garrapata como la lombriz solitaria. En el mutualismo los individuos de dos especies se encuentran asociados recibiendo algún tipo de beneficio mutuo que no podría ser alcanzado por separado. Cuando esta asociación aporta beneficios sólo a una especie sin dañar a la otra se denomina comensalismo. Sucesión Ecológica. La sucesión ecológica consiste en una serie de cambios en la estructura y función de los ecosistemas a través del tiempo, resultando en una progresión unidireccional que puede darse bajo dos tipos de condiciones distintas:
Sucesión primaria: Cuando la progresión ocurre a partir de un suelo o estrato estéril o intacto, donde no había vida previamente. Ejemplo de este tipo de sucesión es aquella que ocurre sobre un suelo nuevo formado por lava luego de una erupción volcánica. Sucesión secundaria: Ocurre en lugares donde el suelo estuvo previamente habitado o colonizado por otras comunidades bióticas. Este es el tipo de sucesión que ocurre generalmente, luego de talar un bosque o luego de un incendio forestal. En cualquier caso, la comunidad que se establece y permanece con cierta estabilidad a través del tiempo se denomina comunidad clímax. Sucesión Primaria Sucesión Secundaria