TEMA 1: MEDIO AMBIENTE Y LOS ORGANISMOS. 1. INTRODUCCIÓN. 2. CLASIFICACIÓN DE ECOSISTEMAS. 3. FACTORES ECOLÓGICOS Y ADAPTACIÓN. 4. ECOLOGÍA DE POBLACIONES. 5. RELACIONES TRÓFICAS. 1. INTRODUCCIÓN. La ecología es la ciencia que estudia las relaciones entre los seres vivos y su medio. Una especie puede ocupar diferentes biotopos, siempre que se den en ellos las condiciones adecuadas para su desarrollo. El área en la que un organismo puede vivir y obtiene alimento recibe el nombre de hábitat. Cada especie ocupa hábitat específicos y realiza en ellos ciertas funciones. A la combinación de función y hábitat se le denomina nicho ecológico. biotopo (área natural) Biocenosis o comunidad ECOSISTEMA = BIOTIPO + BIOCENOSIS Las especies de animales y plantas que podemos encontrar en un ecosistema poseen unas adaptaciones y características evolutivas diferentes a las especies presentes en otro ecosistema. 2. CLASIFICACIÓN DE ECOSISTEMAS. En los temas que se desarrollan a continuación se hará una descripción de las características generales y las especies presentes en los ecosistemas más importantes, que podemos encontrar en nuestra biosfera. Para facilitar su estudio y clasificación los ecosistemas los vamos a clasificar según la localización y las propiedades físicas del biotopo. Ecosistemas acuáticos: Marinos. Son de agua salada. Se clasifican de acuerdo con la zona determinada por la distribución de la luz y la proximidad del fondo, encontramos ecosistemas en litorales costeros, en llanuras abisales, fondos oceánicos, 1
Continentales, generalmente son de agua dulce. Pueden ser a su vez: - Lóticos. Los que se desarrollan en las aguas en movimiento, ríos, remansos, torrentes. - Lénticos. Los de aguas estancadas, como lagos, zonas pantanosas, salinas. Ecosistemas terrestres: Llanuras y prados, bosques (de alta montaña, mediterráneos, tropicales), sabanas, desiertos, estepas, Pueden describirse como ecosistemas zonas tan reducidas como los charcos de marea de las rocas y tan extensas como un bosque completo pero, en general, no es posible determinar con exactitud dónde termina un ecosistema y empieza otro. 3. FACTORES ECOLÓGICOS Y ADAPTACIÓN. Los organismos que viven en un ambiente determinado poseen unas características evolutivas, que ha sido el fruto de la evolución y adaptación durante cientos y miles de años. Los factores que permiten la existencia de las distintas especies los podemos clasificar en : - Factores abióticos son factores como humedad, temperatura, luz, son factores que afectan de forma especial a los seres vivos. - Factores bióticos es la influencia de unos seres vivos con otros, son las interacciones que se producen entre los individuos de las poblaciones. Por ejemplo: una especie puede tener disponibilidad de alimento, condiciones ambientales adecuadas como luz, agua, etc. pero la existencia de un depredador imposibilita su desarrollo, y por tanto esa especie no estará presente en dicho ecosistema, o al contrario ciertas especies de árboles pueden vivir en las zonas en que viven gracias a la asociación con un tipo de hongos (hongos micorrizoides). El exceso de un determinado factor, ya sea en cantidad o en calidad, puede impedir que una especie se desarrolle. El valor máximo y mínimo dentro de los cuales puede sobrevivir una especie constituyen los límites de tolerancia. A continuación estudiamos algunos de los factores abióticos que más influyen en los organismo. 3.1. Factores abióticos. A) Temperatura La mayor parte del calor que recibe la superficie de la tierra procede del Sol. Sin embargo la temperatura que alcanza varía, según el lugar y la época del año. En la superficie de los continentes se producen grandes oscilaciones de temperaturas, sobre todo en los lugares secos. Las temperaturas máximas se alcanzan en los desiertos donde se llega a 70-80º C al sol. Las mínimas -80 ºC en Siberia y la Antártida. En los océanos y lagos las variaciones de temperatura son mucho menores, ésta regulación se debe al alto calor específico del agua. A lo largo de la evolución los seres vivos han desarrollado mecanismos para regular su temperatura corporal, evitando así los daños que puedan ocasionar los cambios de temperatura. - los animales de temperatura elevada reciben el nombre de homeotermos y estos organismos regulan su temperatura utilizando diversos mecanismos: sudoración, reacciones exotérmicas, envolturas aislantes 2
como grasa, pelos,plumas, por lo general un tamaño corporal grande y una relación superficie/volumen baja, favorecen la conservación del calor. - los animales y plantas cuya temperatura es función del medio se denominan poiquilotermos. Algunos de ellos regulan parcialmente su temperatura, aumentando o evitando su exposición al sol, colocándose debajo de piedras que acumulan calor B)Humedad La cantidad de vapor de agua presente en la atmósfera se expresa en g/m3 en forma de humedad absoluta.las variaciones que tienen lugar en la atmósfera, en cuanto a la humedad, son muy elevadas. Como consecuencia los seres vivos, que poseen una elevada proporción de agua, han desarrollado mecanismos adaptativos que evitan una pérdida excesiva de humedad. Las plantas terrestres absorben agua por sus raíces y la pierden por transpiración. Estas plantas se marchitan y pueden llegar a morir La adaptación de éstas especies implica: buen desarrollo del sistema radicular, existencia de pelos que disminuyen el efecto evaporador del aire, hojas transformadas en espinas En los animales la incorporación del agua se hace a través de la comida, a través de la superficie corporal como ranas y babosas. Otros organismos como pececillos plata o ratones del desierto obtienen el agua a través de reacciones metabólicas. Las adaptaciones para evitar la pérdida de agua pueden ser limitar la evaporación superficial, evitar pérdidas de agua por la respiración, el comportamiento del animal que reconoce la falta de humedad y busca lugares para conservarla (enterrándose, etc ). C) Luz La radiación de onda corta es muy energética y altera la organización molecular de los seres vivos y la radiación infrarroja tiene importancia como fuente de calor. El tipo de radiación, la intensidad de la misma y la duración del día son importantes desde el punto de vista ecológico, pues de éstos cambios depende la actividad fotosintética. En el medio aéreo la luz no suele ser un factor limitante, las plantas se adaptan para conseguir suficiente iluminación, colocando las hojas de manera que reciban la iluminación adecuada. En el medio acuático, el agua actúa de filtro, impidiendo que la luz entre hacia el interior de la masa de agua. Ello explica que la capa vegetal quede reducida a los primeros 50 ó 100 m de profundidad. La luz como factor ecológico es causante de tres fenómenos, la fotosíntesis, la visión y capacidad de ciertos organismos de producir luz. con los ejm. anteriores es suficiente D)Presión C)Salinidad 3.2. Factores bióticos. 3
Estudian las interacciones de unos individuos con otros. Las interacciones que se establecen entre los individuos de una misma comunidad pueden clasificarse en función de las consecuencias que tienen: 0 cuando las consecuencias para la especie carecen de importancia, + cuando la interacción suponen un beneficio, y cuando la interacción supone un daño. Competencia. Se dice que dos especies compiten cuando utilizan el mismo recurso, de modo que cualquier ventaja de una de las especies supone la eliminación de la otra con el tiempo. La competencia por los polinizadores ha favorecido las flores el desarrollo de colores y formas tan atractivas. en Depredación, parasitismo y antibiosis. Estas interacciones tienen en común que una de las especies aparece beneficiada y otra perjudicada. Parasitismo es un tipo de prelación en el que el parásito no provoca la muerte del hospedador. Suele ser frecuente que parásito y hospedador desarrollen adaptaciones que les permitan coexistir en equilibrio. ej. el piojo suele alimentarse de sangre del hospedador, suelen ser parásitos accidentales. Antibiosis una especie produce una sustancia perjudicial para otra: determinados hongos producen antibióticos como la penicilina y la estreptomicina que inhiben el desarrollo de otros microorganismos. Comensalismo y mutualismo. Se trata de asociaciones entre individuos de diferentes especies, que reportan beneficios para una de ellas o para ambas especies. Comensalismo es frecuente en medio acuático, entre especies animales y vegetales que viven fijos al sustrato. Los comensales se aprovechan de mudas, descamaciones y otros productos de su cuerpo sin producir beneficio ni daño. Ejm. los innumerables canales de las esponjas son lugares adecuados para que se establezcan comensales como peces y moluscos. Pero también son utilizados con otros fines diferentes a la ingestión como alimento, por ejemplo los cangrejos ermitaños utilizan los caparazones de individuos muertos para alojarse en su interior. Mutualismo es la asociación entre individuos de diferentes especies y reporta beneficios a los dos asociados. Son muy frecuentes los casos de hongos asociados a plantas, a éste mutualismo se le conoce como simbiosis. Ejm. pez limpiador quitándole parásitos a un mero atigrado. 4. ECOLOGÍA DE POBLACIONES La población es el conjunto de individuos de una misma especie que viven en un área determinada en cierto instante y que por tanto pueden reproducirse entre sí. La ecología de poblaciones estudia los factores que influyen en el número de individuos que forman la población en condiciones naturales. Efectos de poblaciones. - efecto de grupo se refiere a las modificaciones que aparecen cuando individuos de la misma especie se agrupan. La consecuencia más importante de ello es el aumento en la velocidad de 4
crecimiento de la población. La vida en grupo facilita la fecundación de las hembras, la obtención de alimento y la lucha contra enemigos. - Efecto de masa son los efectos que se producen en los espacios superpoblados. Para cada población existe una densidad óptima donde las consecuencias beneficiosas del efecto son máximas. Las causas de los efectos perjudiciales se deben a la acumulación de excrementos y sustancias tóxicas, a la dificultad de encontrar lugares para no ser molestados en la reproducción y a la saturación de lugares de puesta. - Competencia intraespecífica dentro de las poblaciones la competencia se refiere a la obtención de alimento, incluyendo la humedad y la luz. Esa competencia se pone de manifiesto en la defensa del territorio, la aparición de jerarquías sociales con individuos dominantes y dominados, etc. - A pesar de la competencia, los individuos de la misma especie forman asociaciones, la formación de grupos aporta beneficios a los individuos de la misma especie. - Familiar (formada por individuos estrechamente emparentados entre sí y que tienen una finalidad, procrear y el cuidado de las crías). Colonial ( formada por individuos procedentes de un único progenitor y que permanecen unidos, ejemplos pólipos y medusas). Gregarias ( formadas por individuos no necesariamente emparentados, que se unen mas o menos tiempo con diferentes fines : búsqueda de alimento, defensa, reproducción, emigración, etc. aves bandadas, mamíferos manadas, peces bancos). Estatales ( formadas por individuos que constituyen auténticas sociedades, en las que se observa una jerarquización y una distribución del trabajo). 5. RELACIONES TRÓFICAS. Son las basadas en la transferencia de materia y energía de unos organismos a otros mediante la alimentación. Se distinguen dos tipos de relaciones: Cadenas tróficas. Está formada por una serie de organismos que se comen unos a otros, cada uno de los cuales es un eslabón y constituye un nivel trófico. Ej. romero abeja abejarruco culebra de escalera Aguila culebrera. Red trófica. Se llama red trófica al entramado de cadenas tróficas interconectadas, en las que existen organismos que forman parte de ellas y pueden ocupar distintos niveles tróficos. Parece imposible que un animal se alimente únicamente de otro concreto, lo normal es que se alimente de una amplia gama. 5
Em. Las abejas se alimentan del polen de otras muchas plantas aparte del romero y los abejarrucos a pesar de su nombre comen otros insectos, no sólo abejas. Los diferentes niveles tróficos son los correspondientes a los productores, consumidores y descomponedores. 1. Productores. Son los encargados de transformar la luz solar en energía química mediante la fotosíntesis. Son los organismos autótrofos (plantas, algas y organismos fotosintéticos). 2. Consumidores. Son organismos heterótrofos, incapaces de fabricar materia orgánica, lo que significa que tienen que alimentarse de otros seres vivos. existen varios tipos de consumidores. - Primarios. Son los herbívoros y se alimentan de productores. - Secundarios. Son los carnívoros depredadores que se alimentan de herbívoros. - Finales. Son carnívoros superdepredadores y se alimentan de herbívoros y de otros carnívoros. 3. Descomponedores. Organismos que obtienen la materia y la energía mediante la descomposición de cadáveres y restos orgánicos. Son los hongos y algunas bacterias. Su misión es transformar la materia orgánica en inorgánica o sales minerales utilizables nuevamente por los productores. Actividades. 1. Con los datos que se dan a continuación: Cangrejos (comen carroña), pulpos (comen cangrejos), bígaros, erizos de mar y gaviotas (comen algas), Ballenas y arenques (comen plancton), Gaviotas, merluzas y atunes (comen arenques), Zooplancton (comen fitoplancton). - Elabora una red trófica. - Indica qué organismos son autótrofos y cuales heterótrofos. - Qué niveles tróficos ocupan cada uno de ellos. 2. La leche, el pan, la carne y el pescado forman parte de nuestra dieta diaria : - Construye cadenas tróficas en las que se incluyan estos alimentos y acaben en las personas. - Cuáles de las cadenas anteriores son las más largas?. qué nivel trófico ocupamos en cada una de ellas?. - Con cuál se puede alimentar un mayor número de personas? 6