Estructura de un ecosistema
Ecología – ciencia que estudia las relaciones de los organismos entre sí y con el medio en el que habitan. Biosfera – seres vivos que habitan en la Tierra y el espacio que ocupan ORGANISMO POBLACIÓN:
conjunto de organismos de la misma especie que viven en una zona determinada (hábitat – lugar donde vive una comunidad).
COMUNIDAD O BIOCENOSIS:
conjunto de poblaciones que conviven en una zona determinada BIOTOPO – conjunto de factores abióticos que caracterizan el hábitat donde vive la comunidad.RELACIONES QUE ESTABLECEN
ENTRE ELLOS – seres vivos realizan depredación, simbiosis, mutualismo, etc.biotopo +biocenosis+Relaciones que se establecen entre ellos=ecosistema
Tamaño y límite de los ecosistemas
El tamaño es muy variable, pequeños (árbol caído, debajo de una roca), grandes (océano o ecosfera que abarca toda la tierra). Los ecosistemas pueden englobarse unos dentro de otros y ningún está aislado, siempre interacciona con los ecosistemas que los rodea. Límite entre ecosistemas – ecotonos
Son zonas de transición que suelen estar determinadas por cambios más o menos bruscos en las carácterísticas del biotopo y de las comunidades. Son arbitrarios y para definirlos se pueden utilizar barreras geográficas, cambios en las formas vegetales, etc. Los ecotonos presentan especies de ambos ecosistemas y en ocasiones especies propias.
Calificación de ecosistemas
Según el medio o el lugar donde los seres vivos realizan sus funciones:Acuáticos:
pueden ser marinos o de agua dulce (cada uno con biotopos y biocenosis carácterísticos)Terrestres:
según las condiciones climáticas, hay fría (polos a círculos polares), templada (entre círculos polares y trópicos) y cálida (entre trópico de cáncer y de capricornio). Bioma está constituido por diversas zonas de la Tierra que comparten un clima, una vegetación y una fauna parecida.Factores Abióticos
Son los variables fisicoquímicos del medio que influyen en los seres vivos de un ecosistema. Estos factores determinan las carácterísticas de los organismo que forman las biocenosis.Adaptaciones – carácterísticas que han desarrollado los seres vivos que les permite sobrevivir en el medio en el que habitan, carácterísticas anatómicas, fisiológicas o de comportamiento.
Físicos
TEMPERATURA
Ectotermos: su temperatura interna es igual que la del medio ambiente (peces, anfibios, etc) Endotermos: mantienen su temperatura interna constante, independiente de la del medio ambiente.
HUMEDAD El aire es el vapor que existe en el aire atmosférico.
Hidrófilas:
necesitan mucha humedad.Mesófilas:
se desarrollan en condiciones intermedias.Xerófilas
Se desarrollan en zonas con mucha escasez de agua. Reducción tamaño hojas, endurecimiento. Raíces grandes y desarrolladas. Tejidos de acumulación– plantas a falta de agua. Cubiertas impermeables (escamas reptiles, exoesqueleto artrópodos), glándulas mucosas (mantiene piel húmeda) – animales protegen pérdida de agua LUZ Plantas umbrófilas:las que crecen mejor en zonas de sombra Plantas heliófilas:
las que crecen mejor en zonas muy soleadas. PRESIÓ Animales que viven en zonas elevadas tienen mecanismos adaptativos para aprovechar el oxígeno.Peces tienen vejiga natatoria que les permite adaptarse a diferentes presiones y poder flotar con facilidad. Otros a grandes profundidades suelen ser planos y sin vejiga.
Químicos
SALINIDAD Cantidad de sales en el agua. Alta en mares y baja en aguas dulce Límites de Tolerancia y factores limitantesZona tolerancia: se puede vivir Límites de tolerancia: por encima o por debajo es más difícil vivir y la población puede desaparecer. Dentro de zona de tolerancia se define la zona óptima en la que la especie crece más rápido, deja más descendencia y sobrevive mejor. Organismos eurioicos – pueden vivir entre márgenes muy amplios de los factores del medio (curvas anchas). Organismos estenoicos – solo pueden vivir entre un rango estrecho de los factores del medio (curva estrecha).
Hábitat y nicho ecológico
Hábitat: es el lugar donde vive un organismo, el área física donde podemos encontrarlo. Cada uno tiene factores abióticos y bióticos. Nicho ecológico: no corresponde a un espacio físico, también en la que la especie ocupa este espacio, a su modo de vida y función en el ecosistema.Relaciones bióticas
Intraespecíficas: entre individuos de la misma especie. FAMILIAR – Ocurre entre individuos de la misma especie, emparentados, ocurre para aparearse y proteger a las crías. Monógamas (macho y hembra), Polígamas (macho y varias hembras) GREGARIAS – animales de diferentes especie, no emparentados, se reúnen durante un tiempo para ayudarse con una función (alimentarse, defenderse, migrar) (bandadas de aves, manadas) COLONIALES – individuos que están unidos o conectados que provienen de un progenitor común. Se reparte el trabajo (funciones). Pólipos/medusas.
SOCIALES – los individuos no están físicamente unidos, hay reparto de funciones y jerarquía. Los individuos presentan diferencias anatómicas y fisiológicas. Interespecíficas: entre individuos de diferente especie. COMPETENCIA – entre individuos de la misma especie o de distintas que utilizan el mismo recurso limitado. Por el territorio, apareamiento, alimento.. DEPREDACIÓN – individuo mata a otro para comérselo, alimentarse (presa) PARASITISMO – organismo (huésped) se alimenta de otro (hospedador) sin llegar a matarlo. Si el hospedador muere, el huésped muere. Ectoparásitos (viven fuera del hospedador) Endoparásitos (dentro). MUTUALISMO – ambas especies se asocian de forma no permanente ni obligatoria, obtienen beneficio mutuo. La relación se convierte en simbiosis (no puede vivir el uno sin el otro). (líquenes) (hongo y alga). INQUILINISMO – una especie encuentra cobijo en una estructura o parte del cuerpo de una especie (ardilla). COMENSALISMO – una especie se alimenta del alimento que desaprovecha otra especie (buitre)
Las poblaciones en los Ecosistemas
Población: conjunto de organismos de la misma especie que viven en una zona determinada y pueden reproducirse entre sí. Las curvas pueden ser de dos tipos Exponencial o en “J”esta se da en poblaciones con recursos limitados (prácticamente no se da) Las logísticas o simoidea o “S” esta refleja el crecimiento de una población en equilibrio con el medio ambiente. *La capacidad de carga (K): es el máximo de individuos de una población que soporta un ecosistema con los recursos disponibles.Relaciones alimentarias
Productor – seres autótrofos capaces de sintetizar materia orgánica a partir de materia inorgánica, para ello necesitan energía del sol. Bacterias sintetizadoras/algas y plantas. Consumidores – organismos heterótrofos, se alimentan de materia orgánica contenida en otros seres vivos porque son incapaces de elaborar su propio alimento. Consumidores primarios: se alimentan de los productores . Los herbívoros. Consumidores Secundarios: se alimentan de los consumidores primarios, carnívoros. Consumidores terciarios: grandes depredadores que se alimentan de consumidores secundarios y de primarios, en algunos hay cuaternarios que se alimentan de terciarios. Descomponedores — seres heterótrofos que se alimentan de restos orgánicos o cadáveres. Transforman materia orgánica en inorgánica que libera al medio y es utilizada de nuevo por los productores. Bacterias y hongos.
Cadenas y redes tróficas
Cadenas – relaciones alimentarias. Las cadenas tróficas son una secuencia simple y lineal de seres vivos de un ecosistema que se unen mediante flechas que indican quién es comido por quien. Red — son relaciones de alimentación de un ecosistema más complejo, en general cada especie puede ser consumida por una gran variedad de organismos y a su vez, comer una gran diversidad de alimentos. Interconexiones entre diferentes cadenas y forman una red.
Pirámides Tróficas
Es una representación gráfica de las relaciones alimentarias de un ecosistema en la que se muestra la variación entre los diferentes niveles tróficos para una carácterística determinada, como la energía, la biomasa o el nº de individuos.Pirámides de Números
Cada barra representa nº de individuos de cada nivel trófico. El valor suele disminuir a medida que se asciende pero pueden estar invertidas (árbol y pobladores). La información es poco útil si se quiere comparar 2 ecosistemas, no indica importancia real de organismos de cada nivel, (elefante cuenta igual que hormiga).Pirámides de biomasa
Representa cantidad de biomasa (materia orgánica viva o muerta en cada nivel trófico en un momento determinado). Se mide en g o kg de materia orgánica seca por unidad de superficie o volumen. Puede haber invertidas de forma temporal (biomasa de productores es inferior a la de consumidores primarios). Ocurre debido a la elevada tasa de reproducción del fitoplancton, permite sostener nivel grande de consumidores primarios.Pirámide de Energía
Indican energía almacenada en un nivel trófico en un momento determinado y que queda disponible para el nivel trófico superior. Pirámides que aportan más información. La energía es utilizada por cada eslabón de la cadena en la obtención y digestión del alimento y en el mantenimiento de sus funciones vitales.Se expresan en unidades de energía por unidad de superficie o volumen y por unidad de tiempo. Pirámides no invertidas (energía de nivel trófico tiene que ser siempre mayor que la del nivel superior)Flujo de energía
Fuente principal – sol. Organismos productores autótrofos (plantas, algas y bacterias fotosintéticas) transforman mediante la fotosíntesis parte de la energía luminosa en energía química que se acumula en la materia orgánica que producen. La energía que atraviesa un ecosistema es unidireccional.
Los organismo productores y consumidores utilizan gran parte de esa energía en la respiración, el crecimiento y los procesos metabólicos. Un 10% de la energía de un nivel trófico puede pasar a los organismos de otro nivel. Otra parte se cede al medio en forma de calor y no se reutiliza. La cantidad de energía en un determinado nivel trófico es mayor que la del nivel superior.
Ciclo de la materia
Es un ecosistema cíclico (la materia no se pierde, se recicla continuamente). La materia orgánica (restos orgánicos, cadáveres …) es transformada por los descomponedores en materia inorgánica. Esta es aprovechada después por los organismos autótrofos, generan nueva materia orgánica que servirá de alimento a los heterótrofos. Finalmente, cuando autótrofos y heterótrofos mueren, el ciclo comienza otra vez.Ciclos biogeoquímicos en los ecosistemas
Los organismos productores forman materia orgánica, necesitan bioelementos (elementos químicos del medio ambiente), aire, agua y suelo. Los bioelementos pasan de organismos a otros hasta que vuelen al medio.Carbono:
Elemento fundamental de la materia viva porque forma parte de las moléculas orgánicas (glúcidos, lípidos y proteínas) Está en la atmósfera en forma de C02, en la hidrosfera disuelto en el agua y en la litosfera formando rocas calizas o combustibles fósiles.Nitrógeno:
Parte esencial de proteínas y ácidos nucleicos. Hay mucho en la atmósfera pero los seres vivos no lo asimilamos directamente excepto por bacterias fijadoras de nitrógeno, algunas viven de forma libre en el suelo y otras en simbiosis en las raíces de plantas leguminosas. Ciclo Bioquímico – recorrido y transformación que sufre cada bioelemento en el ecosistema. Gracias a este ciclo los bioelementos están disponibles para ser usado por los organismos. El tiempo de permanencia de cada bioelemento en cada componente del ecosistema es variable. Estos ciclos tienden a ser cerrados pero las actividades humanas pueden ocasionar la apertura y aceleración de los mismos.Ciclo de Carbono
Incorporado en las biomoléculas en forma de dióxido de carbono. Procesos: En ecosistemas, los organismo productores captan mediante fotosíntesis el CO2 de la atmósfera o el disuelto en el agua y los transforman en materia orgánica.
Las bacterias y hongos descomponen los excrementos y los restos orgánicos de los seres vivos, produciendo CO2, que se libera a la atmósfera o a la hidrosfera. Parte de los restos orgánicos son enterrados por los sedimentos y se transforman en combustibles fósiles (carbón petróleo) o en rocas calizas, que cuando erosionan devuelven CO2 a atmósfera. Mediante respiración celular, los productores, consumidores y descomponedores utilizan la materia orgánica liberando C02 a la atmósfera/ hidrosfera. La quema de combustibles fósiles (incendios forestales, actividades industriales ….) liberan CO2 a la atmósfera Ciclo de Nitrógeno
La fijación de nitrógeno se realiza a través de unas determinadas bacterias. Todos los seres vivos de otros niveles tróficos dependen de estas bacterias para utilizar el nitrógeno atmosférico. El nitrógeno sufre transformaciones en este ciclo: Las bacterias fijadoras de nitrógeno del suelo o de las raíces de algunos vegetales captan el nitrógeno atmosférico y lo transforman en amoniaco. Al morir y descomponerse, las plantas liberan amoniaco del suelo que se transforma en amonio. Los excrementos, los restos muertos y plantas se transforman debido a microorganismos descomponedores, forman el amonio que las plantas pueden absorber. Existen bacterias nitrificantes que convierten el amonio en nitritos y después en nitratos que las plantas absorben desde el suelo. A través de la alimentación, el nitrógeno pasa del nivel de los productores a los consumidores, que lo utilizan para formar sus propias proteínas y ácidos nucleicos. Algunas bacterias y hongos (desnitrificantes) transforman parte de los nitratos del suelo en nitrógeno, que vuelve a la atmósfera, lo que es una pérdida del nitrógeno para los seres vivos.
Evolución de Ecosistemas
Los ecosistemas son dinámicos (experimentan cambios a lo largo del tiempo como consecuencia de las variaciones que se producen en el biotopo y en las poblaciones que lo integran) cambios – sucesión ecológica. Sucesión ecológica son procesos continuos y lentos. Las especies que van poblando el medio lo modifican, hay un incremento de:Diversidad de organismos – con el paso del tiempo, el nº de especies se eleva y hay sustituciones. Hay un mayor nº de nichos ecológicos.Complejidad de un ecosistema – se aumenta el nº de relaciones entre organismos por lo que sube el número y complejidad de cadenas y redes tróficas y relaciones interespecíficas. La biomasa – las especies son sustituidas por otras de mayor peso y volumen. La resistencia a los cambios que se pueden producir en el ecosistema – hay mecanismos de autorregulación que le hacen más resistente a las perturbaciones Hay dos tipos de sucesiones: Primaria: empieza de forma natural, sin intervención del ser humano, en un área que no había sido colonizada por organismos (isla volcánica, lago o delta recién formado). Secundaria: se desarrolla en zona en la que habían existido comunidades que por circunstancias han desaparecido. La tendencia de una sucesión es alcanzar el clímax que representa el estadio final en la sucesión que ralentiza. Los factores limitantes (temperatura, luz..) impiden que la biomasa continúe creciendo. Proceso inverso a la sucesión – regresión ecológica Sucesión primaria de una isla volcánica Etapa inicial o de constitución La sucesión empieza con el establecimiento de especies pioneras u oportunistas en una zona desprovista de suelo (organismos de estructura sencilla y que se producen a gran velocidad, musgos, líquenes …) Estos organismos descomponen la roca madre mediante meteorización para la formación del suelo. Al poco tiempo aparecen otras especies (insectos, mamíferos …) Etapa intermedia o de maduración El suelo más profundo permite la colonización de especies herbáceas que generan raíces y aportan materia orgánica que enriquece el suelo, esto permite la aparición de animales como gusanos … Conforme se desarrolla el suelo, crecen arbustos más grandes y árboles de pequeño porte. El biotopo se va modificando, aparecen especies animales y vegetales más complejas y desaparecen algunas. Clímax Los matorrales ceden paso a especies arbóreas, se desarrollan especies especialistas (aquellas con nicho ecológico muy restringido y con tasas bajas de reproducción. Se producen en condiciones estables y de equilibrio. La biodiversidad es máxima, se alcanza el clímax (estado de máxima estabilidad y eficiencia ecológica. El ecosistema se hace más estable y más resistente a los cambios.