Ecología y medio ambiente 2016

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Liceo de Coronado Biología XI Nivel, 2016 1 CONCEPTOS BÁSICOS DE ECOSISTEMAS. 1. CONCEPTOS PRINCIPALES Ecología: es la ciencia que estudia las relaciones entre los seres vivos y su ambiente biótico (biológico) y abiótico (físico), que influyen directamente en la vida de los organismos. Por lo tanto, el objetivo de los ecólogos es investigar cómo se integran los seres vivos en sus ambientes, cómo lo modifican y cómo interactúa cada organismo con los demás. El origen del término Ecología se debe a Ernst Haeckel, en 1869. Naturaleza: Es la intrínseca red entre los organismos vivos y no vivos. Ecosistema: sistema dinámico relativamente autónomo formado por una comunidad natural y su medio ambiente físico. Constituye el nivel conceptual de más alto rango en la Ecología, ya que en este se establecen estrechas relaciones que hacen que el conjunto forme un sistema interdependiente, que constituye una unidad funcional de orden superior en la trama ecológica. Población: En el sentido ecológico, una población es un grupo de individuos de la misma especie que habitan un área determinada y que mantienen entre sí vínculos de dependencia, entre los que destaca el de la reproducción. Comunidad o biocenosis: Es un conjunto de poblaciones que se ubican en un lugar determinado, donde conviven individuos de diferentes especies, entre las que existen relaciones de dependencia recíproca que dan al conjunto carácter de unidad. El término engloba el conjunto de las comunidades vegetales (fitocenosis), animales (zoocenosis) y de microorganismos (microbiocenosis) que se desarrollan en un biotopo determinado. Ejemplo de biocenosis sería el de los arrecifes de coral y su fauna acompañante característica. Biotopo: unidad del ambiente en que vive una comunidad. Hábitat: lugar concreto o sitio físico donde vive un organismo (animal o planta), a menudo caracterizado por una forma vegetal o por una peculiaridad física dominante (un hábitat de lagunas o un hábitat de bosque). Puede referirse a un área tan grande como un océano o un desierto, o a una tan pequeña como una roca o un tronco caído de un árbol. De manera general, los hábitats pueden dividirse en terrestres y acuáticos y en cada uno de ellos se pueden establecer, a su vez, multitud de subdivisiones. Nicho ecológico: nada tiene que ver con el lugar o territorio que ocupa un ser vivo o un grupo de ellos, sino que se refiere al papel que desempeña cada especie dentro del ecosistema, lo que equivale a decir cómo utiliza realmente su ambiente y, de modo muy particular, como se comporta en el terreno de la obtención de alimentos. Biomasa: En términos ecológicos, se entiende por biomasa la cantidad total de materia orgánica que existe en un momento dado en una determinada área o en uno de sus niveles tróficos; se expresa en gramos de carbono o en calorías por unidad de superficie. Por otra parte, la biomasa constituye un dato muy valioso para conocer lo que los ecólogos llaman producción de un ecosistema o de un área, es decir, el aumento de biomasa en un período de tiempo determinado. Biodiversidad: contracción de la expresión “diversidad biológica”, y expresa la variedad o diversidad del mundo biológico. En su sentido más amplio, biodiversidad es casi sinónimo de “vida sobre la Tierra”. El término se acuñó en 1985 y desde entonces se ha venido utilizando mucho, tanto en los medios de comunicación como en círculos científicos y de las administraciones públicas. Biosfera: parte de la tierra donde hay vida y donde los ecosistemas funcionan (incluye la atmósfera).

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CONCEPTOS BÁSICOS DE ECOSISTEMAS.

1. CONCEPTOS PRINCIPALES

Ecología : es la ciencia que estudia las relaciones entre los seres vivos y su ambiente biótico (biológico) y abiótico (físico), que influyen directamente en la vida de los organismos. Por lo tanto, el objetivo de los ecólogos es investigar cómo se integran los seres vivos en sus ambientes, cómo lo modifican y cómo interactúa cada organismo con los demás. El origen del término Ecología se debe a Ernst Haeckel, en 1869.

Naturaleza : Es la intrínseca red entre los organismos vivos y no vivos.

Ecosistema : sistema dinámico relativamente autónomo formado por una comunidad natural y su medio ambiente físico. Constituye el nivel conceptual de más alto rango en la Ecología, ya que en este se establecen estrechas relaciones que hacen que el conjunto forme un sistema interdependiente, que constituye una unidad funcional de orden superior en la trama ecológica.

Población: En el sentido ecológico, una población es un grupo de individuos de la misma especie que habitan un área determinada y que mantienen entre sí vínculos de dependencia, entre los que destaca el de la reproducción.

Comunidad o biocenosis : Es un conjunto de poblaciones que se ubican en un lugar determinado, donde conviven individuos de diferentes especies, entre las que existen relaciones de dependencia recíproca que dan al conjunto carácter de unidad. El término engloba el conjunto de las comunidades vegetales (fitocenosis ), animales (zoocenosis ) y de microorganismos (microbiocenosis ) que se desarrollan en un biotopo determinado. Ejemplo de biocenosis sería el de los arrecifes de coral y su fauna acompañante característica.

Biotopo : unidad del ambiente en que vive una comunidad.

Hábitat : lugar concreto o sitio físico donde vive un organis mo (animal o planta), a menudo caracterizado por una forma vegetal o por una peculiaridad física dominante (un hábitat de lagunas o un hábitat de bosque). Puede referirse a un área tan grande como un océano o un desierto, o a una tan pequeña como una roca o un tronco caído de un árbol. De manera general, los hábitats pueden dividirse en terrestres y acuáticos y en cada uno de ellos se pueden establecer, a su vez, multitud de subdivisiones.

Nicho ecológico : nada tiene que ver con el lugar o territorio que ocupa un ser vivo o un grupo de ellos, sino que se refiere al papel que desempeña cada especie dent ro del ecosistema , lo que equivale a decir cómo utiliza realmente su ambiente y, de modo muy particular, como se comporta en el terreno de la obtención de alimentos.

Biomasa : En términos ecológicos, se entiende por biomasa la cantidad total de materia orgánica que existe en un momento dado en una determinada área o en uno de sus niveles tróficos; se expresa en gramos de carbono o en calorías por unidad de superficie. Por otra parte, la biomasa constituye un dato muy valioso para conocer lo que los ecólogos llaman producción de un ecosistema o de un área, es decir, el aumento de biomasa en un período de tiempo determinado.

Biodiversidad : contracción de la expresión “diversidad biológica ”, y expresa la variedad o diversidad del mundo biológico. En su sentido más amplio, biodiversidad es casi sinónimo de “vida sobre la Tierra”. El término se acuñó en 1985 y desde entonces se ha venido utilizando mucho, tanto en los medios de comunicación como en círculos científicos y de las administraciones públicas.

Biosfera : parte de la tierra donde hay vida y donde los ecosistemas funcionan (incluye la atmósfera).

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Bioma : término que se aplica a las comunidades animales, vegetales y de microorganismos que son características de cada región climática. La interacción del clima regional con el sustrato y con dichas comunidades produce unidades amplias, los biomas, que se definen en función de la vegetación predominante. Entre un bioma y otro no hay un límite definido, sino una gradación progresiva, y aunque en la actualidad todavía no se ha llegado a un acuerdo exacto sobre el número de biomas que hay en el mundo, pero se pueden mencionar los dos grandes tipos de biomas: los terrestres y los acuáticos .

• Entre los terrestres se incluyen las Selvas tropicales, Bosques templados, Bosques de coníferas, Zonas áridas (desiertos), Sabanas, Praderas, Estepas, Tundra.

• Entre los acuáticos se tienen los Océanos, Lagos, Ríos, Estuarios, Manglares, Humedales.

FLUJO DE MATERIA Y DE ENERGÍA

1. El Ecosistema.

1.1. Procesos Básicos.

1.1.1. Productividad. Productividad de refiere a la producción de biomasa por unidad de tiempo . Esta producción puede ser de tipo primario o secundario, siendo en este segundo caso debido a los consumidores, situados en los escalones superiores de la red trófica.

1.1.2. Sucesión. La sucesión es una tendencia hacia el equilibrio entre los componentes del ecosistema y se producen durante periodos muy largos de tiempo.

1.1.3. Reciclaje de nutrimentos. Los fotolitótrofos (plantas verdes, algas protistas, algas verde azuladas) y quimiolitótrofos (bacterias quimiosintéticas), son los productores primarios de los ecosistemas, ya que sintetizan materia orgánica a partir de materia inorgánica (seres autótrofos ); luego siguen los seres heterótrofos que solo pueden nutrirse a través de organismos autótrofos, sea directamente como los herbívoros o indirectamente como los carnívoros, o de ambas formas a la vez como los omnívoros. Los descomponedores o desintegradores tampoco pueden alimentarse de materia inorgánica, pero se nutren de materia muerta en descomposición, por lo que también son consumidores, como todos los heterótrofos.

1.1.3.1. La energía. Todo sistema dinámico necesita un aporte de energía para su funcionamiento. La fuente energética inicial de todos los ecosistem as es el sol y los organismos que desempeñan el papel de captores de esta energía lumínica son los productores. Los demás organismos se mantienen gracias al ingreso de estos flujos de energía en el sistema. Así pues, la transferencia de energía de un nivel trófico a otro, no es totalmente eficiente; los productores gastan energía en el proceso de respiración, y cada consumidor gasta energía obteniendo el alimento, metabolizándolo y manteniendo sus actividades vitales. La pérdida de energía también explica por qué las cadenas alimentarias no suelen tener más de cuatro o cinco eslabones, ya que no hay suficiente energía por encima de los depredadores de la cúspide de la pirámide, como para mantener otro nivel trófico.

Existen dos leyes básicas que rigen la función de los ecosistemas, en cuanto a la movilización de la materia y de la energía. Estas dos leyes justifican las diversas interacciones entre las poblaciones de los ecosistemas, y entre las comunidades o biocenosis y su biotopo .

Primera Ley de la Termodinámica: establece que la energía (materia) no se crea ni se destruye; es decir, que la cantidad total de energía en el Universo es constante.

Segunda ley de Termodinámica: establece que cuando la energía se convierte de un tipo a otro, parte de ella se torna indisponible para realizar trabajo. Esta Ley gobierna los patrones de flujo de energía a través de los ecosistemas.

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La fotosíntesis constituye el proceso biológico más importante de este planeta, donde sustancias orgánicas y oxígeno se producen a partir de sustancias inorgánicas. Todo gira en torno al sol como principal fuente de energía.

Luz solar

CO2 + H20 C6H12O6 + O2 Clorofila, ATP Glucosa

Formado por organismos que producen su propio alimento (autótrofos), a partir de fotosíntesis o quimiosíntesis .

Primer nivel trófico: PRODUCTORES

Formado por organismos que no producen su propio alimento (heterótrofos), sino que deben obtenerlo consumiendo a otros organismos autótrofos. Herbívoros

Segundo nivel trófico CONSUMIDORES

PRIMARIOS

Formado por organismos no que producen su propio alimento (heterótrofos), sino que deben obtenerlo consumiendo a otros organismos. Carnívoros

III nivel CONSUMIDORES SECUNDARIOS

Formado por organismos que NO producen su propio alimento (heterótrofos), sino que lo obtienen consumiendo todo tipo de proteína, tanto animal como vegetal. Omnívoros . También pueden incluirse los saprófitos (bacterias descomponedoras). IV

Nivel

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BIOLOGÍA DE POBLACIONES

En toda población hay dos propiedades interrelacionadas: su densidad y su patrón de distribución espacial . La densidad es el número de individuos por unidad d e área o de volumen , mientras que el patrón de distribución espacial describe la ubicación espacial de los organismos.

Densidad de población Patrón de distribución espacial La densidad de una población está determinada por factores internos y externos que están estrechamente relacionados.

- Factores internos que determinan el crecimiento de una población :

• La Natalidad (N) , que son los individuos que nacen en un tiempo y sitio determinado.

• La Mortalidad (M) , que se refiere a los individuos que mueren en un tiempo y espacio determinado.

• La inmigración (In) , son los que se incorporan a la población inicial procedentes de otras poblaciones.

• La emigración (Em) , que se refiere a los que salen de la población original en un tiempo y espacio determinado.

Así, la población total de una especie en un tiempo y espacio cualquiera va a estar determinada por la siguiente ecuación:

Pt= Pi + (N-M) + (In-Em) Pi, es la población inicial

- Los factores externos se deben a: � Disponibilidad de alimento. � Depredación/ Competencia. � Enfermedades.

A medida que crece una población, aumenta la competencia entre los individuos que la integran, porque los alimentos y nutrientes son limitados.

Si la natalidad es mayor que la mortalidad se tiene un incremento poblacional (ip) , es decir, la población total aumenta; pero, si la mortalidad es mayor que la natalidad, se tiene un decrecimiento poblacional (dp) .

� Estimación de la densidad poblacional

Areales : se cuenta el número de individuos presentes por unidad de área. Por ejemplo, en el caso determinar la densidad de los árboles en un potrero que tiene un área de 100 m2. Se contabilizaron 15 árboles.

Densidad= 15 árboles/100 m2. Por lo tanto, Densidad = 0,15 árboles/m2.

El área usualmente puede estar dada en metros cuadrados (m2), hectáreas (ha), kilómetro cuadrado (km2), o bien en otra unidad de área.

1 ha = 10000 m 2. 1 km 2= 100 ha

La distribución de las poblaciones se refiere al espacio que éstas ocupan, así como a la forma en que lo hacen.

En la naturaleza se encuentran poblaciones con tres tipos básicos de distribución: agrupada (o agregada), regular (o uniforme) y aleatoria (o al azar).

La distribución agrupada es la más común en la naturaleza y ocurre cuando los individuos se agregan (se juntan), debido a que las condiciones del medio son discontinuas o heterogéneas; por ejemplo, cuando los recursos o las condiciones aptas para el desarrollo de las especies se encuentran concentrados en un lugar específico.

En la distribución regular o uniforme, los individuos están espaciados uniformemente dentro del área, y la presencia de un individuo disminuye la probabilidad de encontrar otro en la vecindad. Este tipo de distribución es rara en la naturaleza y, generalmente, se debe a interacciones agresivas entre los individuos de las poblaciones.

En la distribución al azar o aleatoria cada individuo se ubica en el espacio independientemente de la distribución de los demás individuos de la población. Este tipo de distribución se presenta cuando no hay interacciones de atracción o repulsión entre los individuos, lo que generalmente no sucede en la naturaleza.

Las poblaciones con distribuciones aleatorias suelen ser muy raras ya que la mayoría de ellas muestra una tendencia a la agrupación.

En general, la distribución de las poblaciones se produce en función de los recursos que el ambiente les provee y también de acuerdo con las relaciones que la población mantiene entre sus individuos y con los de otras poblaciones.

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INTERACCIONES BIOLÓGICAS

En la naturaleza las relaciones de convivencia presentan tres tipos distintos: de beneficio, de antagonismo y de neutralismo.

2. Relaciones beneficiosas.

Mutualismo Protocooperación Comensalismo

Es una interacción biológica, entre individuos de diferentes especies, en donde ambos se benefician y mejoran su aptitud biológica. Las acciones similares que ocurren entre miembros de la misma especie se llaman cooperación. Ejemplos: las bacterias radicales fijadoras del nitrógeno y las leguminosas, o, en el reino animal, la que establecen el ermitaño o pez payaso y la anémona; los líquenes. Algunas relaciones son tan estrechas que llegan al punto de la coevolución.

Es una interacción biológica en la cual dos organismos o poblaciones se benefician mutuamente, sin embargo esta condición no es esencial para la vida de ambos, ya que pueden vivir de forma separada. Esta interacción puede ocurrir incluso entre diferentes reinos como es el caso de los animales polinizadores o los dispersadores de semillas; como los pájaros esparcen las semillas de un árbol, al comer de su fruto defecan la semilla. Algunos autores incluyen esta relación como parte del mutualismo.

Las relaciones simbióticas no siempre ofrecen ventajas para las dos especies implicadas: en ocasiones es una sola la especie beneficiada, sin que la otra sufra ningún daño. En tal caso se habla de comensalismo , como ocurre con algunas arañas e insectos que viven cerca de las hormigas y las termitas, y aprovechan las sobras de sus alimentos. Pez rémora y el tiburón. Epífitas y árboles.

3. Relaciones antagónicas.

Parasitismo Depredación Competencia Amensalismo

Es una relación característicamente unilateral en la que solamente uno de los dos implicados se beneficia de la relación, siempre a expensas del huésped, que puede sufrir daños incluso irreparables si no reacciona ante la intrusión.

Se caracteriza por la presencia de carnívoros que capturan y matan a la presa o víctima para alimentarse y sobrevivir. El consumidor que elimina a la presa se denomina depredador.

Es un tipo de relación que surge de la necesidad de conseguir alimento, pareja, territorio, agua, luz, etc.

Es la interacción biológica que se produce cuando un organismo se ve perjudicado en la relación y el otro no experimenta ninguna alteración , es decir, la relación le resulta neutra. Ejemplo: la antibiosis donde la especie excreta una sustancia, que generalmente, es tóxica para otras especies. Los árboles del dosel y los del sotobosque.

El neutralismo es una relación biológica, entre dos especies o poblaciones que interactúan, en la cual ninguno de los individuos recibe beneficio ni perjuicio.

El neutralismo puro es muy poco probable o imposible de probar. Al tratar las complejas redes de interacciones presentadas por los ecosistemas, puede ser difícil afirmar con certidumbre que no hay absolutamente ninguna competencia o beneficio entre ninguna de las especies. Dado que el neutralismo puro es raro o inexistente, este término a menudo se aplica a situaciones donde las interacciones son poco más que insignificantes o despreciables.

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CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

Se refiere con este nombre a los cambios que sufren algunos componentes abióticos de los ecosistemas, que incluso pasan a formar parte tempo ralmente de los seres vivos

CICLO DEL CARBONO CICLO DEL OXÍGENO

Constituye el 18% de la materia viva (proteínas, carbohidratos, lípidos).

Los seres fotosintetizadores son los primeros organismos que incorporan este elemento a sus sistemas, tomándolo del aire en forma de CO2, de algunas rocas, o disuelto en agua en forma de bicarbonato. Estos organismos lo utilizan en la formación de glucosa y otras sustancias orgánicas que a su vez serán consumidas por los organismos heterótrofos, quienes devuelven parte de este elemento a la atmósfera por medio de la respiración. Al morir, los organismos son procesados por hongos y bacterias que liberan el resto del carbono a la atmósfera y el ciclo se inicia nuevamente

El 20% del aire está compuesto por oxígeno (o2), que ha sido producido por los organismos autótrofos por medio de la fase luminosa de la fotosíntesis. El oxígeno del aire o del agua, pasa a los organismos vivos que lo utilizan para la producción de energía en reacciones catabólicas de oxidación en las mitocondrias celulares. El oxígeno se convierte en ozono (O3), forma muy importante para la vida, por su capacidad de absorber las mortales radiaciones ultravioleta.

CICLO DEL NITRÓGENO CICLO DEL AZUFRE

El 79 % del aire está formado por nitrógeno (N2) y es esencial en la formación de las proteínas. Para que pueda ser utilizado por los organismos vivos, debe ser fijado en compuestos como nitratos (NO3). Esta fijación se da mediante tres pasos:

� Los relámpagos en las tormentas rompen la molécula de nitrógeno que a su vez se combina con el oxígeno atmosférico para formar óxidos. Estos óxidos se combinan con el agua de lluvia para formar ácido nítrico que al caer al suelo es absorbido formando los nitratos que podrán ser utilizados por las plantas.

� Algunas bacterias nitrificantes como la Azotobacter que viven en el suelo y las Rhizobium que viven en las raíces de las leguminosas fijan el nitrógeno para ellas y las plantas.

� El ser humano hace reaccionar el hidrógeno y el nitrógeno para formar amoníaco (NH3), con el fin de utilizarlo como fertilizantes tales como la urea y el nitrato de amonio (NH4NO3)

Una vez dentro de los organismos, el nitrógeno puede regresar al suelo en forma amoniacal cuando la planta muere o en forma de desecho de animales o durante la descomposición de sus cadáveres.

Una vez en el suelo las bacterias desnitrificantes lo convierten en nitrógeno molecular, este regresa a la atmósfera y se reinicia el ciclo.

Aunque el azufre forma parte de algunos compuestos como el ácido sulfhídrico (H2S) y el dióxido de azufre (SO2), la principal fuente la constituyen los sulfatos que se encuentran en el suelo o en el agua. Estos sulfatos penetran en las plantas donde son utilizados en la elaboración de aminoácidos que serán utilizados por otros organismos en la elaboración de sus correspondientes proteínas específicas. Cuando los organismos mueren, son desintegrados por los seres descomponedores que devuelven los sulfatos al suelo para ser nuevamente utilizados por las plantas La actividad industrial provoca un exceso de emisiones de gases sulfurosos a la atmósfera, lo cual ocasiona problemas como la lluvia ácida, que provoca trastornos en los ecosistemas acuáticos, suelos, bosques y deterioro de la infraestructura en ciudades.

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CICLO HIDROLÓGICO (H2O) CICLO DEL FÓSFORO (P)

Este ciclo describe el movimiento continuo y cíclico del agua en la Tierra. Es un factor limitante en los ecosistemas .

El ciclo hidrológico es como un conjunto de reservas, o áreas de almacenamiento, y una serie de procesos que causan que el agua se mueva entre estas reservas. Las reservas más grandes, son los océanos, con aproximadamente un 97% del agua de la Tierra. El 3% restante es el agua dulce, de la cual un estimado de 78% está almacenada en la Antártica y en Groenlandia, otro 21% es agua almacenada en sedimentos y rocas debajo de la superficie terrestre, y el restante 1% se localiza en los ríos, arroyos, lagos y en la lluvia, lo que a su vez representa menos del 0,1% de toda el agua de la Tierra.

En el suelo, el agua se encuentra en tres formas : Agua gravitacional : es la que, por gravedad, drena por los macroporos del suelo saturado; la que se infiltra y percola hacia los horizontes profundos del suelo. Si la infiltración es lenta, es un agua disponible para las plantas. Agua higroscópica : contenida en los suelos secos y en equilibrio con la humedad ambiente; no disponible para las plantas. Agua capilar : contenida en los microporos del suelo y es biológicamente activa. Disponible para las plantas.

Cuando llueve, parte de esa agua se infiltra en el suelo, percola hacia capas profundas y se almacena o discurre subterráneamente; la que es utilizada por la vegetación vuelve a la atmósfera por evapotranspiración; otra parte, cuando el suelo se satura, discurre por la superficie (escorrentía superficial ) y llega a ríos, lagos u océanos; otra parte se evapora en la superficie del suelo, la vegetación, los ríos y lagos, y vuelve a la atmósfera en forma de vapor de agua.

Es un elemento escaso en la biosfera (1%) y no forma compuestos gaseosos que le permitan pasar de la tierra a la atmósfera y al agua por lo que los organismos deben tomarlo directamente de los fosfatos producidos por sedimentación de rocas ígneas o de excrementos de aves marinas que lo toman de los peces que, a su vez, lo toman de las algas. Los fosfatos también son integrados al fitoplancton.

Es un factor limitante en los ecosistemas acuáticos . El fósforo del suelo es susceptible de ser arrastrado por las aguas y llegar a los lagos y océanos, donde en exceso puede provocar el fenómeno de eutrofización de las aguas.

SUCESIÓN ECOLÓGICA.

Definición : constituyen los cambios que sufren los ecosistemas a lo largo del tiempo. El curso de toda sucesión se caracteriza por el cambio continuo, hasta que se alcanza un punto de equilibrio entre el sistema y su entorno y en las fuerzas competitivas internas que ya no produce evolución ulterior, el clímax. Se habla de dos tipos de sucesión ecológica:

� La sucesión primaria. Se denomina sucesión primaria a aquella que se origina en un terreno virgen, como las rocas procedentes de una erupción volcánica; es aquella que se desarrolla en una zona carente de comunidad preexistente, es decir, que se inicia en un biotopo virgen, que no ha sido ocupado previamente por otras comunidades, como ocurre en las dunas, nuevas islas, lagunas, principalmente. En ecosistemas frágiles esta sucesión puede tardar inclusive miles de años.

En el caso de nuevas islas que emergen por tectonismo o vulcanismo, especies de líquenes producen sustancias que van fragmentado las rocas; a esta fragmentación se agregan partículas de polvo que son arrastradas por el viento, hasta conformar un suelo inicial. Sobre este suelo inicial se establecen especies pioneras, heliófitas (amantes del sol) y herbáceas, que conforman un estado

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seral (sucesional) inicial. Con el paso del tiempo, especies que crecen bajo la sombra (esciófitas ) de las especies iniciales, se establecen y conforman un estado seral intermedio con una mezcla de especies heliófitas y esciófitas. Luego, con el tiempo se llega a un estado de madurez, homeostático o sucesión climax, donde las especies vegetales existentes compiten por la luz, espacio y nutrientes.

Rocas Estado seral inicial Estado seral intermedio Estado climax.

� La sucesión secundaria Se denomina sucesión secundaria a la que es consecuencia de una perturbación en un ecosistema preestablecido, que ha sido eliminada por incendio, inundación, enfermedad, talas de bosques, cultivo, entre otras.

Un ejemplo clásico de sucesión secundaria es el de los campos de cultivo abandonados. En muchos de esto campos que no están excesivamente degradados, las primeras especies en aparecer son hierbas anuales con una gran capacidad de dispersión y un crecimiento muy rápido. Posteriormente se desarrolla una secuencia de especies herbáceas, arbustos y árboles. Estas especies crecen con mayor lentitud y suelen tener menor eficacia fotosintética, por lo que parece que nunca podrán desplazar a las invasoras iniciales (pioneras). Sin embargo, las plantas tardías de la sucesión suelen ser más tolerantes a la sombra y requieren niveles más bajos de nutrientes para sobrevivir. Por lo tanto acaban imponiéndose lentamente en la sucesión por sus habilidades competitivas.

El proceso inverso a una sucesión, que provoca la pérdida de madurez del ecosistema se llama regresión . Ésta puede deberse a un fenómeno natural o a la actividad humana.

TIPOS DE ECOSISTEMAS

Existen dos tipos de ecosistemas: Naturales y Artificiales.

NATURALES ARTIFICIALES Funcionan con energía solar, captada por las plantas y transformadas en sustancias orgánicas a través de la fotosíntesis. Estos ecosistemas se clasifican en dos tipos:

1. Acuáticos . Están formados por organismos que viven en el agua. Ejemplo:

• Océanos . De acuerdo a su profundidad se desarrollan tres tipos de comunidades: Plancton , Necton y Bentos . De acuerdo a la disponibilidad de luz y la profundidad se establecen tres zonas: marismas o de litoral (zona de transición entre el océano y la tierra), nerítica (sobre la plataforma continental) y pelágica (la más alejada de la costa y se divide en fótica y afótica o carente de luz, donde se ubican las zonas batial y abisal).

• Lagos (sistemas lénticos), Ríos (sistemas lóticos), Estuarios, Manglares, Humedales.

2. Terrestres . Son aquellas zonas o regiones donde los organismos viven y se desarrollan en el suelo y en el aire que circunda un determinado espacio terrestre. En estos lugares los organismos que habitan el ecosistema encuentran todo lo que necesitan para poder subsistir. Ejemplo:

• Selvas tropicales, Bosques templados, Bosques de coníferas, Zonas áridas (desiertos), Sabanas, Praderas, Estepas, Tundra.

Son producto de la influencia de las actividades humanas sobre los ecosistemas naturales, los cuales llegas a transformarse completamente.

Los ecosistemas artificiales utilizan energía proveniente de combustibles extraídos de la corteza terrestre.

Tipos de ecosistemas artificiales:

• Ecosistemas urbanos : comunidad biológica donde los humanos representan la especie dominante y donde la estructura física del ecosistema en básicamente el medio edificado.

• Ecosistemas agrícolas y piscícolas : son sometidos por el ser humano para la producción de alimentos, artesanías, tecnologías o la obtención de bienes industriales.

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ECOSISTEMAS MARINOS Los ecosistemas marinos constituyen uno de los tipos de ecosistemas acuáticos; son los que tiene como biotipo un cuerpo de agua, concretamente océanos, mares, marismas,... Es un medio mucho más estable que el hábitat de agua dulce, ya que las temperaturas y la salinidad del agua varían poco y la composición iónica del agua del mar es similar a la de la mayoría de los organismos marinos.

Hábitats marinos

Arrecifes coralinos Pastos marinos Playas arenosas Playas rocosas Aguas oceánicas

� Son ecosistemas de los más biodiversos que existen. Están constituidos por pólipos que usan el carbonato de calcio del agua para formar la estructura de piedra caliza que los protege. También se encuentran algas, poríferos, moluscos, peces y muchas otras formas de vida marina.

� La luz solar penetra fácilmente dentro de la superficie de los arrecifes.

� En Costa Rica se ubican tanto en la costa del Caribe como en el Pacífico.

� Dos de los más representativos lo son el arrecife de Cahuita en Limón y el de la Isla del Caño en la Península de Osa.

• Son un grupo de plantas fanerógamas marinas que poseen raíces verdaderas, tallos, hojas con tejidos especiales para el transporte de nutrientes y flores pequeñas que formarán semillas espinosas.

• Estas plantas se limitan a una profundidad de menos de 30 m, precisamente donde hay una mayor iluminación.

• Son importantes para la reproducción de peces y especies pelágicas, moluscos y langostas, entre otros.

• Incrementan la transparencia del agua, estabilizan suelos

� Son biotopos costeros caracterizados por un determinado tamaño de grano, composición mineralógica y contenido de materia orgánica.

� Se distinguen la parte frontal, distal, el espaldón y el médano.

� La playa frontal se extiende desde la bajamar hasta la pleamar o berma .

� Importantes para el turismo y la recreación.

� Poseen biodiversidad variable.

� Es un ecosistema vulnerable, tanto por las corrientes de resaca, como por las tormentas.

• Las playas y los fondos rocosos litorales constituyen el principal hábitat de las macroalgas, verdes, pardas, rojas, verde-azules, que son también las productoras primarias del ecosistema.

• Los principales herbívoros son caracoles, erizos, quitones y algunos cangrejos que se desplazan adheridos firmemente a las rocas.

• En el sublitoral habitan peces herbívoros y, sobre todo, erizos que consumen algas.

• La mayoría de los habitantes de las playas rocosas son filtradores sésiles que aprovechan lo que arrastran las olas y corrientes.

� De acuerdo a su profundidad se desarrollan tres tipos de comunidades: Plancton , Necton y Bentos . De acuerdo a la disponibilidad de luz y la profundidad se establecen tres zonas: marismas o de litoral (zona de transición entre el océano y la tierra), nerítica (sobre la plataforma continental) y pelágica (la más alejada de la costa y se divide en fótica (hasta 200m) y afótica o carente de luz, donde se ubican las zonas batial y abisal).

� Los organismos que habitan en la zona abisal deben adaptarse a vivir en un ambiento oscuro y de altas presiones.

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Figura 1. Representación del perfil de un ecosistem a oceánico típico.

FACTORES QUE AFECTAN LOS ECOSISTEMAS Y LA SUCESIÓN ECOLÓGICA.

CONCEPTO DE EQUILIBRIO ECOLÓGICO U HOMEOSTASIS ECOL ÓGICA

Se entiende por equilibrio ecológico al estado de b alance natural, establecido en el ecosistema por las relaciones interactuantes entre los miembros de la comunidad y su hábitat, produciéndose una interacción entre estos factores .

La alteración de este equilibrio puede causar fluctuaciones en determinadas poblaciones a favor de unas y en detrimento de otras. Estas alteraciones se denominan impacto ambiental .

FACTORES NATURALES

VULCANISMO DIASTROFISMO INUNDACIONES HURACANES

Se refiere a los procesos que involucra la actividad volcánica y a movimiento de rocas fundidas. El vulcanismo trae como consecuencia:

La formación de llanuras, montañas, conos volcánicos y mesetas

Es el proceso mediante el cual la corteza terrestre sufre deformaciones. Existen dos tipos:

Orogénesis : Conjunto de procesos de plegamiento de la corteza terrestre.

Epirogénesis : Conjunto de procesos de elevación y descenso de partes de la corteza terrestre

Es el proceso mediante el cual, bastas regiones son anegadas por el desbordamiento de ríos o lagos, causada por el exceso de lluvias o el rompimiento de diques de contención.

Consecuencias : A corto plazo. Destrucción del hábitat y muerte de organismos. A largo plazo: Fertilización de suelos en las regiones anegadas

Fenómeno de origen atmosférico causado por el movimiento de grandes masas de aire y agua en donde los vientos alcanzan grandes velocidades.

Consecuencias : A corto plazo. Destrucción del hábitat y muerte de organismos. A largo plazo: Movilización de especies en búsqueda de un nuevo hábitat.

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Liceo de Coronado Biología XI Nivel, 2016

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FACTORES ARTIFICIALES

DEFORESTACIÓN CONTAMINACIÓN La deforestación es la tala o corta indiscriminada de árboles causada por intereses económicos y sociales del ser humano; trae como consecuencias inmediatas: � La destrucción de una fuente de

productos para el ser humano. � Destrucción del hábitat de

diversas especies animales y vegetales

� Aumento de la erosión causada

por el agua y los vientos. � Provocan en el suelo, la

incapacidad de retener el agua. � Alteración del clima global del

planeta. � Aumento de enfermedades al

alterar el hábitat de bacterias y virus que entran en contacto con el hombre cuando se construyen grandes carreteras en medio de la selva

Es la alteración directa o indirecta de las propiedades físicas o biológicas de cualquier parte del medio ambiente, provocado por la descarga, emisión o depósito de sustancias y desechos, toda vez que adversa el uso beneficioso del ambiente o que causen una condición de peligrosidad a la salud pública, a la seguridad o el bienestar del ser humano o de otras especies.

Tipos de contaminación : � Por producción de energía: causada por centrales nucleares

destinadas a la producción de energía eléctrica. La combustión de carbón

� Contaminación del aire: causada por la emanación de gases tóxicos proveniente de fábricas, automotores y del desecho de productos hechos a base de CFC.

� Contaminación sónica o por el ruido: causada por fábricas, grandes ciudades y carreteras, así como por actividades de entretenimiento humano.

� Contaminación de alimentos: causada por el uso de aditivos químicos para mantener sus características o conservarlos. También causada por las adulteraciones o falsificaciones de alimentos

Los efectos (consecuencias) de la contaminación pueden ser: � Generación y propagación de enfermedades. � Muerte masiva de individuos. � Desaparición de especies animales y vegetales. � Inhibición de sistemas productivos. � Degradación de la calidad de vida de las especies. � Incremento del efecto invernadero. � Lluvia ácida. � Destrucción de la capa de ozono. � Efecto ENOS (fenómeno del Niño)

FACTORES ABIÓTICOS IMPORTANTES.

SUELO CLIMA Definición: material mineral no consolidado sobre la superficie de la Tierra, que sirve como medio natur al para el crecimiento de las plantas...

Composición: el suelo ideal está constituido por • 45% de material mineral. • 25% agua. • 25% aire. • 5% material orgánico (MO).

Tipos de suelos : van a estar determinados por la textura o composición de materiales minerales.

• Suelos arenosos : presentan una mayor proporción de arenas, que son partículas minerales con un diámetro

Definición : se refiere al promedio de las condiciones atmosféricas (tiempo) que ocurren en una región determinada, durante un periodo de observación mínimo de 10 años; óptimo de 30 a 50 años.

Un microclima es un clima muy localizado que se diferencia del clima general de su entorno. Por ejemplo, un oasis en el desierto; o un parche de bosque denso en un área de sabana, entre otros.

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SUELO CLIMA entre 0,05mm hasta 2mm. Son suelo que presentan mayor porosidad, un mayor drenaje y poca materia orgánica (MO).

• Suelos arcillosos : presentan partículas minerales muy pequeñas, menor a 0,002mm. Son suelos muy compactos, con poros más pequeños, un mayor contenido de MO y escaso drenaje (tienden más a encharcarse).

• Suelos limosos : presentan partículas minerales con diámetros entre 0,05mm – 0,002mm. Son suelos con poros de tamaño intermedio, de drenaje intermedio y un buen contenido de MO. Son suelos fértiles, muchos de ellos de origen aluvial (sedimentación por inundaciones).

Hay suelos que presentan una mezcla de arenas, limos y arcillas, a los que se les llama suelos francos .

Las especies vegetales se adaptan a los diferentes tipos de suelos, especialmente los que presentan un mayor contenido de nutrientes esenciales para su crecimiento.

El clima afecta los ecosistemas porque entre formaciones vegetales y las condiciones de la atmósfera, se llega a establecer un equilibrio u homeostasis. Cuando el clima cambia, los ecosistemas son transformados. Esto es especialmente importante en nuestros días por el fenómeno de cambio climático que sufre el planeta. El ser humano, por las actividades que realiza en el entorno, es actualmente un factor que genera cambios en el clima.

Referencias Bibliográficas.

Alvarenga, S., C. Alvarado y Jiménez V. 2012. Laboratorio Cultivo de Tejidos I. Instituto Tecnológico de Costa Rica. Editorial TEC. Cartago, Costa Rica. 99 pp.

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Hernández, K. 2013. Biología 11°. Un enfoque prácti co. Didáctica Multimedia. San José, Costa Rica. 298 pp.

Marrero, C. 2012. Biología 10° y 11° Teórico-Prácti co. Editorial Universo. San José, Costa Rica. 400 pp.

Zúñiga, N. 2011. Mundo Biología 10 y 11. Editorial Eduvisión. San José, Costa Rica. 368 pp.

http://www.fisicanet.com.ar/biologia/ecologia/ap01_ poblaciones.php www.profesorenlinea.cl

EN UN ECOSISTEMA TODOS DEPENDEMOS DE TODOS; NUESTA VIDA ESTÁ UNIDA A LA VIDA DE LOS DEMÁS ORGANISMOS, INCLUSIVE. HASTA DE AQUELLOS QUE NOS PARECEN INSIGNIFICANTES.