Genética, taxonomía, ecología, ecosistema (página 2)

Hasta Linneo, los zoólogos y botánicos reconocían especies, géneros y grupos taxonómicos superiores una descripción abreviada de sus principales características.

Los cientos de miles de nombres y de parejas de nombres, que han irrumpido en las nomenclaturas zoológica y botánica, desde Linneo hasta hoy, sirven para designar cíe manera unívoca a los géneros y especies de animales y plantas, que son la materia prima de la sistemática biológica. Dichos nombres son latinos o latinizados por mero convenio entre los biólogos, convenio originado por el hecho histórico de que en la época linneana la lengua científica era el latín. Por otra parte, esos nombres deben cumplir la finalidad de reconocimiento y designación universales y el latín, como lengua "muerta", cumple bien, esos fines a nivel internacional sin crear conflictos de tipo nacionalista.

2.3. Ecología

• Definición.

La Ecología es una rama de la Biología que estudia las interacciones que determinan la distribución, abundancia, número y organización de los organismos en los ecosistemas. En otras palabras, la ecología es el estudio de la relación entre las plantas y los animales con su ambiente físico y biológico.

La Dinámica de Poblaciones es la especialidad de la Ecología, que se ocupa del estudio de los cambios que sufren las poblaciones biológicas en cuanto a tamaño, dimensiones físicas de sus miembros, estructura de edad, el sexo y otros parámetros que las definen, así como los factores ambientales que causan esos cambios y los mecanismos por los que se producen. Todas las especies biológicas, por su la capacidad reproductiva, están dotadas para producir mayor número de descendientes que los necesarios para mantener el tamaño de la población. En ausencia de limitaciones impuestas por el medio, el destino natural de una población es su crecimiento exponencial. En la práctica, la Resistencia Ambiental evita el incremento poblacional aportando obstáculos, como la escasez de agua, las condiciones climáticas extremas, la escasez de recursos (nutrientes, áreas silvestres destruidas, enfermedades o depredadores), etc., que provocan mecanismos de control del crecimiento, hasta alcanzar el equilibrio.

2.3.2. Concepto de población.

Pero ahora ¿cómo podemos definir el concepto de población? Se puede definir como un conjunto de organismos o individuos que coexisten en un mismo espacio y tiempo, que comparten ciertas propiedades biológicas (básicamente ser de la misma especie), las cuales producen una alta cohesión reproductiva y ecológica del grupo. La cohesión reproductiva implica el intercambio de material genético entre los individuos. La cohesión ecológica se refiere a la presencia de interacciones entre ellos, resultantes de poseer requerimientos similares para la supervivencia y la reproducción, ocupando un territorio o espacio en donde obtiene sus recursos. Hacia 1835, la humanidad alcanzó los 1.000 millones de habitantes, pero la población se duplicó en tan solo un siglo. En la actualidad, la población humana mundial se incrementa a razón de 1.000 millones cada década, y la proporción de tiempo amenaza con ser incluso más reducida.

2.3.2.1. Propiedades de las poblaciones.

Las poblaciones, al igual que los organismos individuales que las constituyen, son entidades vivas, poseen una estructura concreta y un funcionamiento ordenado, crecen y mueren; varían considerablemente de tamaño y carácter, según las especies y los límites de espacio que ocupen. Una población tiene propiedades que, aunque se expresen de una manera más clara por variables estadísticas, son singulares del grupo y no son características de los individuos que se agrupan. Algunas de éstas son:

• Densidad. Es el total de individuos por cada Kilómetro cuadrado de superficie.

• Índice de Natalidad. Es el total de individuos nuevos que se agregan a la población mediante la reproducción, por cada mil habitantes.

• Índice de Mortalidad. Es el total de individuos que se eliminan debido a la muerte, por cada mil habitantes.

• Inmigración Movimiento de los individuos. en un sólo sentido hacia una región de una población establecida.

• Emigración Movimiento en un sólo sentido fuera de una población determinada. Esperanza de vida al nacer. Es la media de la cantidad de años que vive una cierta población en un cierto periodo de tiempo.

• Mortalidad Infantil. Total de defunciones de menores de un año, entre el total de nacidos en ese año, por cada mil habitantes.

2.3.2.2. Crecimiento poblacional.

El crecimiento poblacional es el resultado neto de la natalidad, mortalidad y la migración. En la naturaleza, las poblaciones se desarrollan a menudo de forma exponencial durante periodos breves cuando hay abundantes alimentos y no hay efectos de amontonamiento poblacional, enemigos, depredadores, creando patrones de explosión demográfica y reducción. Las poblaciones muestran patrones característicos de incremento llamados formas de crecimiento de la población. Como comparación, se puede designar un patrón fundamental basado en las forma de la gráfica aritméticas de la curva de crecimiento: la curva de crecimiento con la forma de S o Sigmoidal.

2.3.2.3. Factores limitantes.

Existen factores que limitan el crecimiento poblacional que pueden ser abióticos o bióticos y a su vez pueden ser extrínsecos o intrínsecos a la población. El clima, la humedad, los alimentos y otras poblaciones, pueden resultar la resistencia ambiental que frene el crecimiento. Para entender el concepto de factor limitante, antes hay que explicar las Leyes del Mínimo y del máximo. Cada organismo posee para un determinado factor un margen de tolerancia fisiológica, el cual es determinado genéticamente. El rango de tolerancia representa el valor para un factor que es soportable para un organismo.

2.3.2.4. Ley del mínimo.

El desarrollo de un organismo depende principalmente del factor que se encuentra presente en mínima intensidad o en exceso. Este enunciado se conoce como la ley del mínimo. Liebig (1840) la enuncio así: "el desarrollo de una planta depende de la cantidad de alimento que le es presentado en cantidad mínima". La figura del barril, es una representación de la ley del mínimo, la cual muestra como el crecimiento de un organismo es limitado por el elemento esencial que sea más escaso. El nivel de agua representa el nivel de crecimiento o de producción de una cosecha; Aunque todos los elementos restantes estén presentes en las cantidades adecuadas, la producción o el crecimiento de los organismos no será más allá de lo que permita el elemento esencial en concentración limitada, en este caso el nivel del agua.

2.3.2.5. Ley de tolerancia de Shelford. Ley del máximo.

Si las condiciones ambientales se tornan extremas, ciertos organismos perecerán. Este concepto general se denomina ley de tolerancia. Para cada uno de los factores abióticos, un organismo tiene límites de tolerancia dentro de los cuales puede sobrevivir. Cualquier factor fuera del extremo superior, o inferior, de dicha tolerancia, tiende a limitar la oportunidad de supervivencia del organismo. No sólo la escasez de algo puede constituir un factor limitativo, sino también el exceso de algo (luz, agua,…).

2.3.2.6. Consecuencias de la Ley de Tolerancia:

• 1. Un mismo organismo puede tener un margen amplio de tolerancia para un factor y un margen pequeño para otro.

• 2. Los organismos con márgenes amplios de tolerancia para todos los factores son los que tienen más posibilidades de estar extensamente distribuidos.

• 3. Cuando las condiciones no son óptimas para una especie con respecto a un determinado factor ecológico, los límites de tolerancia podrán reducirse con relación a otros factores ecológicos.

• 4.  El periodo de reproducción es un tiempo crítico en que los factores ambientales tienden a ser más limitativos. Los límites de tolerancia suelen ser más estrechos en semillas, huevos, embriones, etc. que para las plantas o animales adultos.

Cuando se habla de factores limitantes también se tiene que mencionar la interacción de dos poblaciones en donde una de ellas, o ambas, modifican su capacidad para crecer y sobrevivir de acuerdo a las condiciones ambientales. Si una población se beneficia con la interacción, su velocidad de crecimiento tenderá a aumentar. Si por el contrario, la población resulta dañada, su crecimiento disminuye. De esta manera, la interacción de las especies funciona como un factor limitante extrínseco para cada una de ellas, extendiendo con ello un equilibrio ecológico entre las especies interactuantes. Pero ¿cuáles pueden ser ese tipo de interacciones? Las interacciones pueden ser:

• Intraespecíficas: son las que se presentan entre miembros de la misma especie; como ejemplos tenemos: rebaños, manadas de mamíferos, bandadas de aves y bancos de peces. Algunos organismos interactúan entre sí formando colonias en las cuales sus cuerpos se encuentran unidos entre sí, por ejemplo: corales, bacterias y ciertas algas.

• Interespecíficas: son las que se presentan entre miembros de diferentes poblaciones.

• Competencia. se presenta cuando dos poblaciones disputan un recurso limitado, resultando las dos poblaciones afectadas, pero tarde o temprano, una de ellas predomina, se apropia del recurso limitado y elimina a la otra. Existe competencia también entre organismos de la misma especie, en donde la lucha es por el territorio, las hembras y el alimento.

• Depredación: una especie (depredador) captura a un organismo (presa) y lo mata para alimentarse de él. El depredador se beneficia al obtener alimento; la población presa se inhibe. La depredación no es necesariamente dañina para la población presa, y puede ser importante para su desarrollo. La depredación opera a menudo como método natural de control para eliminar a los enfermos o más débiles.

2.3.3. Comunidad.

A semejanza de una población, la comunidad posee un conjunto de atributos que no residen en cada una de las especies que la componen, y que revisten significado sólo cuando hacen referencia al nivel de integración comunitaria. Y se ha visto que una comunidad puede presentar características como: diversidad de especies, estructura y formas de crecimiento; algunas especies predominan por su tamaño o actividades, abundancia y sobre todo, por una serie de divisiones del lugar, o que puede presentar niveles de organización denominadas estructuras tróficas.

2.3.3.1. Definición de comunidad.

Todas las poblaciones en un área constituyen una comunidad. Sólo los seres vivientes forman una comunidad o Biocenosis. Una comunidad en un bosque puede constar de abetos blancos, pájaros carpinteros, búhos, musarañas de cola corta y todas las otras poblaciones de animales que viven en el bosque. Los factores abióticos no forman parte de una comunidad. Todos los seres vivos requieren de otros seres vivos iguales a ellos o de otras especies. Una manera relativamente sencilla de describir una comunidad es a través del estudio de la riqueza y abundancia de especies que la conforman.

2.3.3.2. Estructura de la comunidad.

La riqueza y abundancia de especies permite evaluar la estructura de la comunidad concibiéndola como la suma de sus partes. El término riqueza hace referencia al número de las especies, en tanto que el término abundancia se refiere al número de individuos por especie que se encuentran en la comunidad. Existen muchos factores que pueden limitar el tamaño en una población, como el clima y los nutrientes. El grado de hacinamiento también influye porque los miembros de una población compiten por nutrientes y el espacio, haciendo que algunos reciban menos recursos. Otras poblaciones del mismo hábitat pueden competir por el alimento y limitar el tamaño de la población. Cada organismo en una comunidad desempeña un papel biológico específico. La función de un organismo en una comunidad es su nicho. Dos especies diferentes pueden ocupar el mismo hábitat, pero generalmente, no el mismo nicho.

2.3.3.3. Flujo de energía.

Muchas formas de vida vienen acompañadas de cambios de energía, a pesar de que la energía no se crea ni se destruye (Primera Ley de la Termodinámica). La energía que llega a la superficie de la tierra como luz, mantiene un balance con la energía que proviene de la superficie, como radiación de calor visible. La esencia de la vida es la progresión de dichos cambios, como: crecimiento, autor replicación y síntesis de combinaciones complejas de la materia. Por ejemplo, las algas azul-verde son los organismos más sencillos de nuestro planeta, e igualmente fueron los primeros en habitarlo, desde hace millones de años. Transforman la energía solar en energía química para realizar los distintos procesos vitales. De tal manera que la Segunda Ley de la Termodinámica dice que cuando la energía se transforma, pasa de una forma concentrada a una menos organizada y más dispersa.

2.3.3.4. Cadenas tróficas

Una cadena alimenticia es la ruta del alimento desde un consumidor final dado hasta el productor. Por ejemplo, una cadena alimenticia típica en un ecosistema de campo pudiera ser:

Pasto —> saltamontes –> ratón —> culebra —> halcón

Aun cuando se dijo que la cadena alimenticia es del consumidor final al productor, se acostumbra representar al productor a la izquierda (o abajo) y al consumidor final a la derecha (o arriba). Tú debes ser capaz de analizar la anterior cadena alimenticia e identificar los autótrofos y los heterótrofos y clasificarlos como herbívoro, carnívoro, etc. Igualmente, lo debes reconocer que el halcón es un consumidor cuaternario.

Desde luego, el mundo real es mucho más complicado que una simple cadena alimenticia. Aun cuando muchos organismos tienen dietas muy especializadas (como es el caso de los osos hormigueros), en la mayoría no sucede así. Los halcones no limitan sus dietas a culebras, las culebras comen otras cosas aparte de ratones, los ratones comen yerbas además de saltamontes, etc. Una representación más realista de quien come a quien se llama red alimenticia, es la que se muestra a continuación:

Solamente cuando vemos una representación de una red alimenticia como la anterior, es que la definición de cadena alimenticia tiene sentido. Podemos ver que una red alimenticia consiste de cadenas alimenticias interrelacionadas, y la única manera de desenredar las cadenas, es seguir el curso de una cadena hacia atrás hasta llegar a la fuente. La red alimenticia anterior consiste de cadenas alimenticias de pastoreo y la base son los productores, que son el alimento de los herbívoros. Aun cuando este tipo de cadenas es importante, en la naturaleza son más comunes las cadenas alimenticias con base en los detritos, que es el alimento de los desintegradores de materia orgánica, ubicados en la base. (Vite, 1998 )

2.3.3.5. Bases físicas y químicas de la vida (factores abióticos)

Nuestro planeta Tierra está habitado por una gran diversidad de especies vivientes, que están inmersos en un medio ambiente que establece una serie de limitaciones físico-químicas que condicionan y determinan, su sobrevivencia. El medio ambiente abiótico es absolutamente dinámico, de tal forma que está sujeto constantemente a una serie de cambios. Esta capacidad de cambio del medio hace que la biodiversidad de especies vivientes desarrolle una serie de adaptaciones que les permiten competir con los otros seres vivos y aprovechar mejor los recursos que el medio les ofrece. Por lo tanto los seres bióticos no son organismos aislados. Por el contrario, están constantemente interactuando, entre ellos y con el medio abiótico. Todos los organismos vivos están dependiendo de una serie de condiciones físicas y químicas tales como temperatura, presión atmosférica, la radiación, el pH y la composición del suelo, aire y agua, la concentración de CO2 y O2 en el aire (sin los cuales muchos seres vivos no podrían vivir) y los nutrientes.

• Factores físicos abióticos. Estos tres factores abióticos son indispensables para que la vida continúe normalmente.

• Temperatura: la mayoría de los seres vivos sólo puede existir dentro de estrechos rangos de temperatura. Dentro del margen señalado anteriormente podemos distinguir tres niveles fundamentales: temperatura máxima, mínima y óptima. La mayoría de los organismos bióticos están adaptados a la temperatura en la cual sus procesos vitales se lleven a cabo con la máxima eficiencia, es decir, una temperatura óptima.

• Presión Atmosférica: la presión está muy relacionada con el oxígeno disponible; a mayor presión atmosférica, mayor concentración de oxígeno y viceversa, de manera que cada especie deberá habitar el lugar que más se adapte a sus características fisiológicas.

• Radiación: la radiación solar que llega a la corteza terrestre tiene distintas longitudes de onda, las que van a influir y condicionar la existencia de las diversas especies

• Factores químicos abióticos.

• Suelo. A grandes rasgos los suelos están compuestos de minerales y material orgánico como materia sólida, agua y aire en distintas proporciones. De una manera más esquemática se puede decir que la pedosfera, el conjunto de todos los suelos, abarca partes de la litósfera, biósfera, atmósfera e hidrósfera. Además el potencial de iones hidronio (pH) es una característica muy importante para las condiciones de existencia.

• Aire: La composición química del aire es una característica indispensable para la vida en este planeta. Se denomina aire a la mezcla de gases que constituye la atmósfera terrestre, que permanecen alrededor de la Tierra por la acción de la fuerza de gravedad. El aire es particularmente delicado, fino y etéreo, transparente en las distancias cortas y medias si está limpio, y está compuesto, en proporciones ligeramente variables por sustancias tales como el nitrógeno (78%), oxígeno (21%), vapor de agua (variable entre 0-7%), ozono, dióxido de carbono, hidrógeno y algunos gases nobles como el criptón o el argón.

• Agua: El agua (H2O) es un factor indispensable para la vida. La vida se originó en el agua, y todos los seres vivos tienen necesidad del agua para subsistir. El agua forma parte de diversos procesos químicos orgánicos, por ejemplo, las moléculas de agua se usan durante la fotosíntesis, liberando a la atmósfera los átomos de oxígeno del agua.

• Niveles de organización ecológica.

• Individuo. Es todo ser vivo presente en la naturaleza por ejemplo, planta, árbol, bacteria, hombre, perro, una flor, etc.

• Especie. Son los individuos que se reproducen entre sí, donde sus crías son fértiles, existen casos en que dos individuos de diferente especie pueden reproducirse, pero en este caso sus crías no son fértiles, por ejemplo el burro con una yegua el resultado es una mula pero esta no es fértil o sea no produce descendencia.

• Población.

Es un grupo de organismos de la misma especie que se cruzan entre sí y habitan en un área geográfica particular en un tiempo determinado. El conocimiento de la dinámica de las poblaciones es esencial para los estudios de las diversas interacciones entre los grupos de organismos y tiene, además, una gran importancia práctica. Por ejemplo, la identificación de las especies en peligro de extinción y de los tipos de intervención que pueden evitar su extinción también depende del conocimiento de la dinámica de poblaciones. Son ejemplos de poblaciones, los humanos, manzanos, búfalos, etc.

• Propiedades de las Poblaciones.

• Densidad: Corresponde al número de individuos de la misma especie que habitan en una unidad de superficie o de volumen. Ejemplo: 65 ovejas / Km2. Esta propiedad permite tener un parámetro sobre el tamaño de la población y su relación con el espacio.

• Tasa de Natalidad: Porcentaje de nuevos individuos que se incorporan a la población.

• Tasa de Mortalidad: Porcentaje de individuos que mueren en una población.

• Migraciones: Movimientos de individuos dentro de la población. La inmigración corresponde a la entrada de nuevos individuos a la población y la emigración es la salida de individuos. Esta característica confiere a la población la propiedad de dispersión.

• Patrones de Crecimiento Poblacional: El crecimiento poblacional es el cambio en el número de individuos que tiene una población a través del tiempo. Por lo tanto, este factor depende directamente de la densidad por unidad de tiempo. El modelo más simple de crecimiento de una población cuyo número de individuos se incrementa a una tasa constante, se conoce como Crecimiento exponencial. Las poblaciones, luego de un crecimiento exponencial, tienden a estabilizarse al tamaño máximo que puede sostener el ambiente (capacidad de carga). El índice de crecimiento se reduce poco a poco hasta alcanzar un estado de equilibrio a largo plazo. En este equilibrio, el índice de nacimientos se aproxima con el índice de mortalidad y se estabiliza el tamaño de la población. Este tipo de crecimiento, se denomina Crecimiento logístico.

• Distribución de las Poblaciones: Es la forma en que los individuos están dispersos dentro del área habitada por la población. La descripción de la distribución espacial suministra información adicional sobre la población. El patrón de disposición de los organismos dentro del espacio bidimensional o tridimensional. En general, se distinguen tres tipos o patrones de distribución:

• Azar: en el cual el esparcimiento entre los individuos es irregular y la presencia de un individuo no afecta de manera directa la ubicación de otros.

• Agrupado: en el cual los individuos se encuentran agrupados en manchones, por lo que la presencia de un individuo aumenta la probabilidad de encontrar a otro.

• Regular. En el cual los individuos están espaciados uniformemente dentro del área, y la presencia de un individuo disminuye la probabilidad de encontrar a otro en la vecindad. Regulación del Tamaño de la Población. La noción popular que "la naturaleza se encuentra en equilibrio" y que las poblaciones generalmente alcanzan un estado de equilibrio ha sido objeto de severas críticas por parte de ecólogos contemporáneos. Aunque es difícil comprender por qué ocurren fluctuaciones en el tamaño de las poblaciones, es de suma importancia, tener este conocimiento, debido a que las fluctuaciones de las poblaciones de una especie pueden tener efecto profundo para bien o para mal, sobre otras especies, incluido la especie humana. Se cree que en estas fluctuaciones intervienen diversos factores.

• Factores Limitantes: Las diferentes poblaciones presentan factores limitantes específicos. De importancia crítica es la gama de tolerancia que muestran los organismos hacia factores como la luz, la temperatura, la salinidad, el agua disponible, el espacio para la nidificación y la escasez o el exceso de nutrientes necesaria.

Si cualquier requerimiento esencial es escaso, o cualquier característica del ambiente es demasiado extrema, no es posible que la población crezca, aunque todas las otras necesidades estén satisfechas.

• Relaciones intraespecíficas. Son las relaciones desarrolladas entre los miembros de una misma población. Casi todas las relaciones que se dan en una población tienden a aumentar su número de individuos; cuando así sucede, se considera que la relación es positiva (+); cuando sucede lo contrario, es decir, que la población disminuye por elevarse el número de muertes o de emigraciones, las relaciones entre los individuos son negativas (-). En una población siempre hay relaciones positivas y negativas; si el ecosistema está en equilibrio, estas relaciones, en combinación con diferentes factores bióticos y abióticos, mantienen un número estable de individuos.

• Comunidad.

Como todos los seres vivos requieren de otros seres vivos iguales a ellos o de otras especies, surge la Comunidad o Biocenosis que corresponde al conjunto de poblaciones, animales y vegetales que se relacionan entre sí en un lugar determinado. En toda biocenosis existe una estructura y una dinámica:

Estructura de una comunidad biológica. Está determinada por la clase, número y distribución de los individuos que forman las poblaciones. En la estructura de una comunidad biológica se distinguen tres aspectos fundamentales: composición, estratificación y límites:

• a. Composición de las Comunidades: Dentro de ésta se debe tomar en cuenta las siguientes características: Abundancia: es el número de individuos que presenta una comunidad por unidad de superficie o de volumen (densidad de la población).

• 1. Diversidad: se refiere a la variedad de especies que constituyen una comunidad. Tanto la abundancia como la diversidad es pequeña en aquellas zonas de climas extremos como desiertos, fondos de océanos etc.

• 2. Dominancia: se refiere a la especie que sobresale en una comunidad, ya sea por el número de organismos, el tamaño, su capacidad defensiva, etc. La comunidad, por lo general, lleva el nombre de la especie que domina, por ejemplo, un pinar, comunidad de espinos, banco de ostras, etc.

• 3. Hábitat: Es un lugar que ocupa la especie dentro del espacio físico de la comunidad. Es necesario considerar al estudiar el concepto de hábitat que los organismos reaccionan ante una variedad de factores ambientales y sólo pueden ocupar un cierto hábitat, cuando los valores de esos factores caen dentro del rango de tolerancia de la especie.

• 4. Nicho Ecológico: Corresponde al papel u ocupación que desempeña la especie dentro de la comunidad; si es un productor, un herbívoro o bien un carnívoro. Una definición operativa de nicho es, en realidad, más compleja e incluye muchos más factores que el modo de vida de un organismo. Es de hecho, el ambiente total y también el modo de vida de todos los miembros de una especie determinada en la población.

• 5. Indicador ecológico: es aquella especie que presenta estrechos límites de tolerancia a un determinado factor físico. Muchas son las especies que desde hace siglos se han identificado y utilizado como indicadores ecológicos, para detectar la existencia desubstancias tóxicas. A estas especies se les ha dado el nombre genérico de bioindicadores. Por ejemplo los mineros utilizaban los canarios para detectar la presencia de gases letales antes de internarse en las minas. En el caso de las grandes ciudades, uno de los indicadores más notables de la contaminación del aire en las ciudades es la presencia de líquenes, que son especies particularmente sensibles a concentraciones importantes de SO2 y otras impurezas atmosféricas.

b. Estratificación de la Biocenosis: Las comunidades se pueden encontrar en estratos o capas horizontales o bien verticales. De igual manera existen comunidades mono estratificadas, en donde su estratificación vertical es muy pequeña y sólo se permite distinguir un estrato, tal es el caso de la zona rocosa o desértica cuyos animales y plantas (representadas especialmente por líquenes) forman una capa al mismo nivel. Como ejemplo de una estratificación vertical podemos observar un bosque en el cual se encuentra el estrato subterráneo, suelo, un estrato herbáceo, arbustivo y arbóreo.

c. Límites de la Biocenosis: En ocasiones es difícil establecer con claridad los límites de una comunidad. Esto resulta sencillo hacerlo en comunidades que ocupan biotopos muy concretos y delimitados, como ocurre en una pequeña charca o bien en una isla. Cuando se trata de individualizar biocenosis establecidas en biotopos como el océano resulta difícil delimitarlas pues unas con otras se interfieren. En tales casos existen zonas de transición que pueden ser intermedias y que se conocen con en nombre de ECOTONO. La frontera entre un bosque y una pradera, o bien la orilla de un río son ejemplos de ecotonos.

d. Dinámica de una comunidad biológica. La estructura física y biológica no es una característica estática de la comunidad, ya que cambia temporal y espacialmente. La estructura vertical de la comunidad cambia con el tiempo, conforme los organismos que la forman nacen, crecen y mueren. Las tasas de natalidad y mortalidad de las especies varia en respuesta a los cambios ambientales, cambiando el patrón de diversidad y dominancia de las especies, lo que lleva a lo largo del tiempo y en el espacio a un cambio en la estructura de la comunidad, tanto física como biológica, este cambio en el patrón de la estructura de la comunidad es lo que se llama dinámica de comunidades. Dentro de la dinámica podemos encontrar tres puntos fundamentales: las sucesiones ecológicas, las fluctuaciones y las interacciones que se desarrollan entre las poblaciones.

e. Sucesión ecológica: Los ecosistemas son dinámicos en el sentido de que las especies que los componen no son siempre las mismas. Esto se ve reflejado en los cambios graduales de la comunidad vegetal con el paso del tiempo, fenómeno conocido como sucesión. Comienza por la colonización de un área alterada, como un campo de cultivo abandonado o un río de lava recientemente expuesto, por parte de especies capaces de tolerar sus condiciones ambientales. En su mayor parte se trata de especies oportunistas que se aferran al terreno durante un periodo de tiempo variable. Dado que viven poco tiempo y que son malas competidoras, acaban siendo reemplazadas por especies más competitivas y de vida más larga, como ocurre con ciertos arbustos que más tarde son reemplazados por árboles. En los hábitats acuáticos, los cambios de este tipo son en gran medida resultados de cambios en el medio ambiente físico, como la acumulación de sedimentos en el fondo de un estanque. Al ir haciéndose éste menos profundo, se favorece la invasión de plantas flotantes como los lirios de agua y de plantas emergentes como las espadañas. La velocidad de la sucesión depende de la competitividad de la especie implicada; de la tolerancia a las condiciones ambientales producidas por el cambio en la vegetación; de la interacción con los animales, sobre todo con los herbívoros rumiantes, y del fuego. Con el tiempo, el ecosistema llega a un estado llamado clímax (estado óptimo de una comunidad biológica, dadas las condiciones del medio), en el que todo cambio ulterior se produce muy lentamente, y el emplazamiento queda dominado por especies de larga vida y muy competitivas. Al ir avanzando la sucesión, no obstante, la comunidad se vuelve más estratificada, permitiendo que ocupen el área más especies de animales. Con el tiempo, los animales característicos de fases más avanzadas de la sucesión reemplazan a los propios de las primeras fases.

f. Fluctuaciones de las poblaciones. Pueden tener efectos profundos, a favor o en contra, sobre otras poblaciones incluyendo a la especie humana, son cambios en las poblaciones que debido a diversos factores ambientales, que afecta a veces dependiendo de la densidad o bien en forma independiente de la diversidad.

Interacciones entre las poblaciones de la biocenosis. Los seres vivos que forman la biocenosis, interactúan entre sí pudiendo dañarse, beneficiarse o no tener efectos.

g. Relaciones interespecíficas. Son las relaciones desarrolladas entre diferentes poblaciones. Siempre que una población interactúa con otra, una de ellas o ambas modifican sus tasas de crecimiento. Si una población es beneficiada, su velocidad de crecimiento tiende a aumentar (+), pero si es perjudicada, esta tasa tiende a disminuir (-). En ocasiones las interacciones resultan provechosas para ambas (+/+), otras tienen efectos mixtos (+/-) y otras más son perjudiciales para las dos poblaciones involucradas (-/-). El efecto nulo se señala con 0. Existen siete modalidades de relaciones interespecíficas:

• Cooperación (+/+). Ambas especies se benefician, más no son dependientes, ya que pueden vivir aisladas.

• Mutualismo (+/+). Beneficio para ambas especies, pero su relación es tan íntima que ya no pueden sobrevivir si se separan. Ej.: bacterias nitrificantes en las raíces de las plantas. Comensalismo (+/0). Una de las especies se beneficia, pero sin causar daño a la otra. Amensalismo (-10). Una especie inhibe el crecimiento y supervivencia de la otra, sin sufrir ninguna alteración. Recibe también el nombre de exclusión. Competencia (-/-). Se presenta cuando dos poblaciones de especies distintas se rivalizan por la obtención de algún recurso ambiental. Si dos poblaciones necesitan el mismo recurso, cada una de ellas trata de contrarrestarla velocidad de crecimiento de la otra.

• Depredación (+/-). Relación .en la cual una especie (depredador), ataca y mata a otra (presa) para alimentarse. La población depredadora se beneficia, en tanto que la población presa se inhibe. Son comunes los grandes depredadores como leones, tigres, lobos, pumas, etc.

Parasitismo (+/-). Se trata de la interacción de dos especies, una de las cuales (el parásito) se alimenta a expensas de otra (el huésped). Esta relación es necesaria para que el parásito sobreviva y en ocasiones causa la muerte del huésped. Ej.: lombriz en el intestino del hombre. De todas estas relaciones, las que tienen especial interés para la ecología de poblaciones son depredación, competencia y parasitismo. (PONCE, 2005)

2.4. Ecosistemas

2.4.1 Componentes del ecosistema. Factores bióticos y abióticos (TANSLEY 1935)

2.4.2. Componente biótico

• Los productores u organismos autótrofos: capaces de sintetizar materiales orgánicos complejos a partir de sustancias inorgánicas simples.

• Los macro consumidores o fagotrofos: heterótrofos, sobre todo animales, que ingieren otros organismos o fragmentos de materia orgánica.

• Los microconsumidores o sapotrofos: también heterótrofos, sobre todo hongos y bacterias, que absorben productos en descomposición de organismos muertos y liberan nutrientes inorgánicos que pueden utilizar nuevamente los productores.

2.4.3. Componentes abióticos.

• Las sustancias inorgánicas. CO2, H2O, nitrógeno, fosfatos, etc.

• Los componentes orgánicos sintetizados en la fase biótica: proteínas, glúcidos, lípidos.

• El clima, la temperatura y otros factores físicos.

2.4.3.1. Incidencia de los principales factores abióticos sobre los seres vivos y los ecosistemas: Suelos, Nutrientes, Luz, Temperatura y Agua.

(TANSLEY 1935). El ambiente físico en que los organismos viven tiene para ellos una triple significación, como soporte, como fuente de determinados elementos químicos imprescindibles y como mantenedor de unas condiciones climáticas necesarias para el mantenimiento de la vida.

Como soporte, muchos seres vivos utilizan el suelo, soporte sólido en el que, sobre todo la mayoría de los vegetales, se fijan permanentemente; otros organismos viven, en cambio, siempre sumergidos en el seno de las aguas, utilizando, pues, un medio líquido corno soporte, e incluso hay muchos organismos que utilizan el aire para trasladarse, o para que floten en él sus esporas o sus semillas.

Un segundo aspecto es el medio ambiente como fuente de elementos y compuestos químicos, como son el oxígeno del aire o el que se encuentra disuelto en las aguas, elemento que es consumido por todos aquellos organismos no anaerobios, y el dióxido de carbono de la atmósfera, imprescindible para los vegetales que realizan la fotosíntesis. En este aspecto, sin embargo, hay que subrayar la importancia de los aportes minerales que hace el suelo a las plantas, pues todos los iones inorgánicos que tan imprescindibles son en la vida de todos los organismos animales y vegetales provienen (con excepción del nitrógeno, que puede tener otras procedencias) de los compuestos del suelo, a través de las raíces de los vegetales.

Por último, el ambiente proporciona aquellas condiciones climáticas imprescindibles para la vida, entre las cuales se encuentran dos importantes aportes de energía, como son la luz y la temperatura.

La luz, constituye la mayor fuente de energía que recibe el mundo orgánico. Como ya sabemos, todos los organismos, a excepción de algunas bacterias quimiosintéticas que utilizan la energía de reacciones inorgánicas de oxidación, obtienen su energía directa o indirectamente de la luz solar. Especialmente todas las plantas utilizan la energía solar para la fotosíntesis, resultando así la luz un factor ecológico de una importancia

Excepcional. Pero como también la luz tiene un efecto sobre el crecimiento de las plantas y sobre la síntesis de la clorofila, este factor ecológico determina, según su intensidad o su periodicidad, variaciones importantes en muchos vegetales, convirtiéndose en un agente morfogenético.

En cuanto a los animales, la luz hace posible, sobre todo en los animales superiores, el funcionamiento de los órganos visuales, por lo que su importancia en la vida del animal es decisiva.

La temperatura es, un factor ecológico de mayor importancia que la luz. Se sabe, en efecto, que las reacciones químicas catalizadas por enzimas que constituyen el soporte de la vida, no pueden realizarse más que en una estrecha gama de temperaturas, fuera de las cuales no existe la posibilidad de una vida activa.

Para todos los organismos existen una temperatura máxima y una temperatura mínima, más allá de cuyos límites no pueden vivir y desarrollarse, y una temperatura óptima para su desarrollo.

Sin embargo, hay que decir que las distintas funciones pueden tener, sobre todo en las plantas, diferentes temperaturas óptimas, y que los organismos suelen estar en posesión de diversos mecanismos fisiológicos para protegerlos de las temperaturas extremas. Uno de estos mecanismos, muy difundido, es la desecación en ciertas condiciones de algunos órganos u organismos completos, lo que les confiere una singular protección. Así, las semillas de algunos vegetales, que soportan temperaturas cercanas al cero absoluto, y las esporas de las bacterias, que pueden resistir durante varios minutos la temperatura de ebullición del agua sin detrimento de su vitalidad.

En los animales, según la dependencia o independencia de las temperaturas ambientales, se distinguen los homeotermos y los poiquilotermos; los homeotermos tienen unos dispositivos de regulación que les permiten tener el medio interno a una temperatura constante, lo cual es evidentemente una ventaja para las células cuyas reacciones enzimáticas se realizan siempre a la misma temperatura, haciéndose así las actividades del animal independientes de las variaciones climatológicas. En los poiquilotermos, por el contrario, las células del cuerpo están a la temperatura del ambiente, variando la velocidad de sus reacciones enzimáticas celulares al compás de los cambios de la temperatura del exterior del cuerpo.

2.4.4. Cadenas ecosistematicas.

2.4.4.1. Cadena alimenticia.

Los productores son las plantas, ya que son capaces de fabricar su propio alimento a partir de sustancias muy simples y la energía del sol.

Los consumidores de primer orden, son los seres vivos que se alimentan de las plantas. En este lugar lo ocupan los animales herbívoros.

Los consumidores de segundo orden, son os seres vivos que se alimentan de otros animales. Los animales carnívoros ocupan ese eslabón de la cadena alimenticia.

Los descomponedores, se alimentan de restos de otros seres vivos, los descomponen y hacen que los restos pasen a formar parte del suelo. Pertenecen a es te eslabón los hongos y algunos seres microscópicos. (CRISTOPHERSON 1994).

Red trófica.

Una red alimenticia o trófica o ciclo alimenticio es la interconexión natural de las cadenas alimenticias y generalmente es una representación gráfica (usualmente una imagen) de qué se come a qué en una comunidad ecológica. Otro término para red alimenticia es sistema de consumidor-recurso. Los ecologistas clasifican a los seres vivos de manera muy general en una de dos categorías niveles tróficos. Esta categorización comprende a los autótrofos y los heterótrofos. Para mantener sus cuerpos, crecer, desarrollarse y reproducirse los autótrofos producen materia orgánica desde sustancias inorgánicas, incluyendo tanto a minerales y gases como el dióxido de carbono. Esas reacciones químicas requieren energía, lo cual principalmente proviene del sol, mayoritariamente de la fotosíntesis, aunque una cantidad puede provenir de aguas termales. Existe un gradiente entre los nuceles tróficos que va desde los autótrofos estrictos que obtienen su única fuente de carbono de la atmósfera a los mixótrofos como las plantas carnívoras que son organismos autótrofos que pueden obtener materia orgánica parcialmente por otro método que no sea la atmósfera y hasta los heterótrofos estrictos que deben consumir a otros organismos para obtener materia orgánica. Las conexiones en una red alimenticia ilustran las rutas de consumo, en donde los heterótrofos obtienen materia orgánica al alimentarse de los autótrofos y otros heterótrofos. Una red alimenticia es, entonces, una ilustración simplificada de los varios métodos de alimentación que existen en un ecosistema y las conexiones que lo convierten en un sistema de intercambio único. Hay diferentes tipos de alimentación que se pueden dividir de forma general en herbívora, carnívora y parasitismo. Una parte de la materia orgánica consumida por los heterótrofos, como los azucares, provee energía. Tanto los autótrofos como heterótrofos pueden ser de todos los tamaños, desde microscópicos hasta de toneladas de peso desde cianobacterias hasta helechos gigantes, desde virus hasta. (CHARLES ELTON 1927)

Biomas.

(TANSLEY 1935). Un bioma es una clasificación global de áreas similares, incluyendo muchos ecosistemas, climática y geográficamente similares, esto es, una zona definida ecológicamente en que se dan similares condiciones climáticas y similares comunidades de plantas, animales y organismos del suelo, son a menudo referidas como ecosistemas de gran extensión. Los biomas se definen basándose en factores tales como las estructuras de las plantas, árboles, arbustos y hierbas, los tipos de hojas (plantas de hoja ancha y aguja), la distancia entre las plantas bosque, selva, sabana y el clima. A diferencia de las ecozonas, los biomas no se definen por genética y taxonomía o semejanzas históricas y se identifican con frecuencia con patrones especiales de sucesión ecológica y vegetación.

La clasificación más simple de biomas es bioma terrestre, bioma marino.

CONCLUSIONES

La genética es uno de los temas más apasionantes de la ciencia, aunque la clonación también, lo más lamentable es saber que los científicos quieren clonar a embriones humanos, a mi parecer pienso que si utilizan la clonación lo hagan útilmente e inteligentemente ya que con este método se están matando "vidas".

A pesar de todo, la ciencia moderna y científica de hoy es una de las pocas alternativas de vida que se nos presenta, porque todas las curas para enfermedades que existen son gracias a la ciencia y el avance tecnológico, aunque los científicos a veces quieren usar los nuevos descubrimientos torpemente., refiriéndome a la clonación de embriones humanos.

Esperemos que los científicos recapaciten y busquen otras soluciones u otros tipos de "experimentos".

La nomenclatura binomial de Carlos Linneo ha sido de gran aporte ya que se ha considerado un tipo de lenguaje universal en donde todos podemos comprender y reconocer a las diferentes especies. A través de la taxonomía podemos clasificar a la gran variedad de seres vivos que existen en la tierra. Y gracias a las nuevas técnicas de los organismos en la taxonomía molecular se han ido aportando comparaciones numéricas objetivas de los organismos en el nivel más básico de todos el Gen. Muchas moléculas de proteínas y ácidos nucleicos nos sirven como relojes moleculares donde nos puede indicar el tiempo en que variaron diferentes organismos. Estas técnicas han atribuido a una clasificación más exacta y a una comprensión de los organismos y su historia evolutiva.

La ecología es la ciencia que estudia a los organismos en su propio hábitat, y las relaciones que mantienen a los seres vivos con su entorno. Actualmente la ecología se encarga de preservar la naturaleza y las especies en extinción.

Los niveles tróficos son aquellos que dividen una cadena alimentaria en: productores, consumidores y descomponedores. Una cadena alimentaria es la transferencia de energía alimenticia a través de una sucesión de organismos que producen, consumen, y a su vez son consumidos por otros.

La biomasa es la cantidad total de materia viviente en un momento dado y en un área determinada.

Un ecosistema es un sistema estable de tipo circular en el cual existe una constante interrelación entre organismos vivos e inertes. Los componentes de un ecosistema son los productores, consumidores y descomponedores. Y su estructuración consta del biótopo y la biocenosis.

La diferencia entre hábitat y nicho ecológico es que el hábitat es el lugar en donde vive un organismo (domicilio), y el nicho ecológico es el papel que desempeña en él (profesión).

Una red trófica es un conjunto de relaciones interespecíficas que forman parte de la cadena alimentaria o trófica.

Una población es un conjunto de individuos de la misma especie que ocupan un determinado lugar, y comunidad es un conjunto de individuos de distinta especie que ocupan un determinado territorio.

El potencial biótico se refiere a la capacidad de una población de aumentar en número.

Los distintos biomas terrestres son: tundra, taiga, bosque templado, pradera, bosque esclerófilo, desierto y bosque tropical lluvioso.

BIBLIOGRAFIA

SOLOMON E., BERG L., MARTIN D. 2008. Biología. 8va edición. Edit McGraw–Hill Interamericana editores S.A. Santa fe de Bogotá. Colombia. 1234 p.

EGUIARTE L., SOBERÓN J. "La Ecología de los ecólogos" en Información Científica y Tecnológica, CONACYT, quincenal, México, Vol. 11, Núm. 159, 1989,45 p.

MARROQUÍN J.Dinámica de las comunidades ecológicas. Trillas, México, 120 pp)

PONCE J.A., Los ecosistemas: definición, origen e importancia del concepto" 1983 en Ciencias edit. Madrid, España. 477 p.

SIMPSON, CRISCI. 1991. La ciencia de la diversidad de los organismos. Edit. McGraw–Hill Interamericana editores S.A. Santa fe de Bogotá. Colombia. 832 p.

Autor:

Garay Salazar Alejandro Martin

Curso: Biología

Ciclo: 2015-I.

Universidad Nacional Agraria de la Selva

Facultad de Recursos Naturales Renovables

Departamente Academico de C.C.S.A.

Tingo María – Perú

2015