Guia Ecologia 2014

8/10/2019 Guia Ecologia 2014

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Colegio San LuisDepartamento de CienciasSubsector: Biologa

Prof. Elas Tapia Arancibia.

ORGANISMO Y AMBIENTEECOLOGA DE POBLACIONES, COMUNIDADES Y ECOSISTEMAS

Introduccin

El objeto de estudio de la ecologa lo constituye la manera en que la distribucin y abundancia de los organismosestn influenciada por las relaciones entre el organismo y su ambiente, entendiendo que este se compone de otrosseres vivos y de entidades no vivas.

Lo anterior indica que la ecologa estudia los niveles de organizacin de las poblaciones, comunidades y ecosistemas.Cada nivel de organizacin de la materia se compone de elementos pertenecientes al nivel inmediatamente inferior,

pero que tiene atributos y propiedades que dicho nivel inferior no tiene; as por ejemplo, las poblaciones tienen

atributos que los organismos no tienen.Como se vio en clases los niveles de organizacin estudiados por la ecologa son: Poblacin, Comunidady elEcosistema.Una poblacin es un conjunto de organismos de la misma especie que viven en un mismo lugar (simptricos) y al mismo

tiempo (contemporneos). Una comunidad es el conjunto de poblaciones que habita un lugar al mismo tiempo, siendo

particularmente importantes las relaciones que se establecen entre ellas, que estn, bsicamente determinadas por las

necesidades nutricionales de los organismos que la componen. Por ltimo, un ecosistema est formado por una

comunidad, tambin llamada mediobiticoo biocenosisy por el conjunto de entidades no vivientes de ese lugar comola luz solar, el agua, la salinidad del suelo, la temperatura, el agua, la composicin atmosfrico, etc., que constituye el

medio abiticoobiotopo.Es en el nivel de ecosistema que se estudia la relacin entre los organismos y las entidades no vivientes de su entorno,

como por ejemplo, al estudiar el ingreso de la energa de las comunidades y los ciclos de materia al pasar esta desde las

entidades inertes, como el aire, a los seres vivos y viceversa.

ECOLOGA POBLACIONES

Las poblaciones presentan caractersticas nicas, tiene estructura de edad, densidad y una cierta forma de distribuirse

en el espacio y en el tiempo. Responden de maneras propias frente a la competencia, la depredacin y frente a otras

presiones. Los individuos que las componen se afectan unos a otros en varias maneras. Las relaciones de una poblacin

con otra influyen en la estructura y funcionamiento de ecosistemas complejos. A continuacin se estudiaran las

propiedades que las caracterizan.

Densidad de la poblacin

El tamao de la poblacin, o la abundancia, es una de las propiedades ms importantes estudiadas por la ecologa. Sobre

esta base, puede conocerse la forma como se distribuyen las especies, cmo varan su tamao y su estructura segn los

cambios ambientales, lo impactos causados por los seres humanos sobre la poblaciones y cmo las poblaciones influyen

sobre la poblacin humana.

El nmero de individuos no siempre es muy significativo si no se indica el contexto en el que habitan.

La densidad de una poblacin es el nmero de individuos que hay en una unidad de rea o de volumen, en sucorrespondiente hbitat en un momento dado. La mayor o menor densidad de una poblacin no es una propiedad

inherente a la especie, si no que est determinada por los factores del medio ambiente.

Si se seala que en un bosque de conferas hay 80 araucarias por hectrea, se est expresando la densidad de la

poblacin.

Pero no siempre se utiliza el nmero de individuos; en algunos casos la densidad se mide segn la biomasa; por ejemplo

al decir en determinada regin la cra de camarones alcanza la cifra de 1000 Kg/ m3

. En otros casos, reemplazando elconcepto de densidad por otras mediciones de utilidad especfica. Se emplean cantidades por cada extraccin ocaptura. Por ejemplo cuando decimos que se han medido 200 Kg de algas fotosintticas por cada tonelada de planctonextrado o que se capturan 30.000 Kg de peces por cada da de captura. Tambin pueden usarse otras unidades, como

por ejemplo, que se han observado pasar 200 aves migratorias por hora de observacin.

Otro caso muy especial es aquel al que hacen referencia ciertas leyes de proteccin de la flora y fauna; en la temporada

mayo-junio del levantamiento de la veda del loco (Concholepas concholepas) se permite la extraccin de 100 Kg por

cada hombre autorizado.


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Distribucin

La distribucin de los organismos en el espacio influye sobre la densidad. Corresponde a la forma en que los individuos

estn dispersos dentro del rea habitada por la poblacin. La descripcin de su

distribucin espacial suministra informacin adicional sobre esta.

Los patrones de distribucin espacial con frecuencia dependen de la distribucin y

fluctuacin de los recursos esenciales. Por ejemplo, si el agua est disponible en

manchones, los integrantes de una poblacin vegetal determinada pueden

encontrarse agrupados en cercanas de estos manchones. Estos patrones de

distribucin no son necesariamente fijos y pueden tener una variacin estacional o

en diferentes etapas del ciclo vital. Adems se los considera dentro de un espacio

bidimensional o tridimensional y se pueden clasificar en tres tipos o patrones de

distribucin:

a.- Azar o aleatorio: se presenta cuando la disposicin de cada uno de losindividuos es independiente de la de los dems. Por ejemplo, se podra mencionar

a los invertebrados que habitan los suelos de un bosque.

b.- Agrupado o agregado: se da cuando los individuos que forman la poblacin seasocian en grupos separados. Este agrupamiento resulta de la respuesta de los

organismos a las diferencias en el hbitat, cambios climticos diarios o

estacionales, patrones reproductivos y comportamiento social. Por ejemplo, las

poblaciones humanas se distribuyen agregadamente debido a sus

comportamientos sociales y econmicos.

c.- Regular o uniforme: corresponde a cuando los individuos que forman lapoblacin aparecen ms o menos equidistantemente espaciados unos de otros.

Por lo general, es el resultado de algn tipo de competencia, como la

territorialidad.

Estructura de edades o etaria

Salvo que cada generacin se origine y muera en una misma, la poblacin tendr una estructura de edad. Como la

reproductividad est restringida a determinadas clases de edades y la mortalidad es ms prominente en otras, la

relacin entre los grupos de edad determina si una poblacin crece rpida o lentamente. La estructura de edades de una

poblacin es la proporcin de cada una de las clases de edad respecto de las dems en un momento dado. Las

poblaciones se dividen en tres perodos ecolgicos: prereproductivo, reproductivo y posreproductivo. En el humano, las

clases de edades se pueden dividir en gente joven, adultos trabajadores y personas de la tercera edad; en los vegetales,

el primer perodo se llama habitualmente periodo juvenil.

Las pirmides de edades comparan los tamaos de los grupos de edad facilitando la visualizacin de la estructura de

edades. Con el tiempo, esta estructura cambia en una poblacin: un gran nmero de jvenes hace que la base de la

pirmide sea amplia, cuando ellos llegan a la edad reproductiva harn que la clase juvenil crezca ms, sin son tan

prolficos como sus predecesores. La poblacin, por lo tanto se encontrar en crecimiento. Por el contrario, si una gran

proporcin de individuos forma parte de las clases de edad ms vieja, la poblacin est en declive.


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Natalidad y Mortalidad

Entre los diversos factores de la dinmica poblacional, hay dos que son muy importantes: la tasa de natalidady la tasade mortalidad. La primera es la frecuencia con la que los organismos con la que los organismos producen descendencia;la segunda se refiere a la frecuencia con que los organismos mueren.

Cada poblacin presenta una natalidad mxima, que corresponde a la cantidad mxima de nuevos individuos que

pueden nacer cuando las condiciones son absolutamente favorables. Tambin presenta una mortalidad mnima, quecorresponde a la menor cantidad posible de muertes que se producen aunque las condiciones sean ideales. Ambas

propiedades dependen de las caractersticas biolgicas (genticas) de la especie: su capacidad reproductiva, su

longevidad, etc.

Tasa de natalidad

En ecologa corresponde al porcentaje de nuevos individuos que se incorporan a la poblacin. Se expresan

habitualmente como nmero de nacimientos por cada 1000 individuos en la poblacin por unidad de tiempo. Esta

cantidad se obtiene dividiendo el nmero de individuos nacidos, ocurrido en una unidad de tiempo considerada, por el

tamao estimado para la poblacin al principio de la unidad o perodo de tiempo y multiplicando el resultado por 1000.

_________________________

EjercicioEn la regin de Coquimbo (IV) hay una poblacin total aproximada de 550.000 habitantes. Nacen unos 11.000 nuevos

individuos cada ao.

Resp: 20 por cada mil habitantes, cada ao.

Tasa de mortalidad

Corresponde a la probabilidad de morir o bien al porcentaje de individuos que mueren en una poblacin, en undeterminado perodo de tiempo. Para calcular la mortalidad, se divide el nmero de individuos que mueren en un

determinado periodo de tiempo por el nmero de los vivos al principio del periodo.

__________________________

Dado que para una poblacin es ms importante el nmero de individuos que sobreviven a los que mueren, la

mortalidad se expresa mejor como la probabilidad de supervivencia, o como la esperanza de vida, que es el nmero

medio de aos que queda por vivir en el futuro a los miembros de la poblacin.

Esta esperanza de vida se grafica en curvas de supervivencia, que caen

dentro de tres tipos generales:

Tipo I: cuando los individuos tienden a vivir hasta el final de suesperanza de vida fisiolgica y cuando se da una elevado grado de

supervivencia a lo largo de la esperanza de vida, seguido de una

fuerte mortalidad final, la curva es marcadamente convexa. Este

tipo de curva es caracterstico de humanos, mamferos y algunos

vegetales. Tipo II: cuando las tasa de mortalidad son constantes a todas las

edades, se identifica por ser una lnea recta. Este tipo de curva es

caracterstica de aves adultas, roedores, reptiles y muchas plantas

perennes. Tipo III: cuando las tasas de mortalidad son extremadamente altas

al principio de la vida, se identifica por ser una curva cncava. Es

caracterstica de ostras, peces, muchos invertebrados y algunas

plantas.

X 1000Nmero de nacimientosTN=

Poblacin total

TM= x 1000Nmero de muertes

Poblacin total


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Migraciones

Se conoce como migracin la variacin del nmero de individuos de una poblacin debido al movimiento hacia el

exterior (emigracin) o hacia el interior (inmigracin) de la poblacin.

En las poblaciones naturales la migracin se da en cantidades insignificantes, de tal modo que no afectan mayormente a

la poblacin, a menos que ocurra un mecanismo catastrfico en reageogrfica (llegada masiva de un depredador,

incendio de un bosque, etc.)

En los casos ms notables y frecuentes, las migraciones son mecanismos de la conducta instintiva de una especie y se

caracteriza por el desplazamiento peridico a la larga distancia y el posterior regreso al sitio original.

En una poblacin humana, el movimiento de los individuos suele tener ms importancia que en las poblaciones

animales. Se puede calcular la Tasa de Migracin Neta, referida a la diferencia entre el nmero de individuos que lleganal rea de una poblacin y el nmero de individuos que abandonan en un ao y por cada mil individuos de la poblacin

total, matemticamente se expresa como:

EjercicioEn un ecosistema de laguna, el total de una determinada especie de patos silvestres es de 3000 individuos. Como el

sistema experimenta marcadas fluctuaciones estacionales, cada ao emigran 150 patos, pero llegan 100 desde otros

ecosistemas cercanos.

Resp:-16 patos por cada mil individuos

Crecimiento poblacional

El crecimiento de la poblacin es una de las formas de cambio poblacional. Para determinar su tasa, debemos considerarla tasa de natalidad, la tasa de mortalidad, la tasa de mortalidad, la tasa de migracin y el intervalo en el que se ha

producido el cambio. La relacin se expresa de la siguiente forma:

Si simplificsemos la frmula decimos que el crecimiento poblacional corresponde al cambio en el nmero de individuos

que tiene una poblacin a travs del tiempo. Por lo tanto, este factor depende directamente de la densidad por unidad

de tiempo

EjercicioEn un ecosistema, una cierta poblacin presenta, por cada 1000 individuos en un ao, los siguientes indicadores:

Resp: 25 individuos por cada mil en un ao

Crecimiento poblacional y potencial bitico (r)

El potencial bitico se define como la capacidad innata de un grupo para aumentar, con un mximo nivel de

reproduccin, si las condiciones ambientales son ptimas o tambin podramos definirlo como la rapidez mxima con

que una poblacin podra aumentar en condiciones ideales.Es un ritmo potencial de aumento y est determinado por el desarrollo al mximo de toda la actividad de los individuos

cuando las condiciones ambientales son ptimas y satisfacen todas sus necesidades.

x 1000TMiN= Nmero de inmigrantes Nmero de emigrantes

Poblacin total

x 1000(Tasa de NatalidadTasa de Mortalidad) + (Tasa de Migracin)

(Intervalo de tiempo en que ocurre el cambio)TCP=

TN= 22 TM= 5 TMi= 8


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Las diferentes especies tienen distintos potenciales biticos, en los cuales influyen diversos factores simultneamente.Algunos de tales factores son: la edad a la que comienza la reproduccin, el lapso de vida reproductiva, el nmero de

descendientes durante cada periodo, los cambios metablicos estacionales y otros.

Generalmente los organismos ms grandes, como ballenas azules y elefantes, tienen los menores potenciales biticos,

mientras que los microorganismos tienen los mximos potenciales biticos. Por ejemplo en condiciones ideales (un

ambiente con recursos ilimitados), ciertas bacterias pueden reproducirse cada 20 a 30 minutos. A esta rapidez de

crecimiento, una bacteria individual podra aumentar su poblacin a la sorprendente cantidad de ms de un milln de

individuos en slo 10 horas, y ms de mil millones en 15 horas.

Otro caso notable de este tipo de crecimiento, donde el potencial bitico se manifiesta al mximo, es el de la mosca

comn: en condiciones casi sin restricciones, una pareja de moscas

puede llegar a producir unos 5 millones de nuevas moscas en un

ao.

Si graficamos este tipo de aumento de la poblacin en funcin del

tiempo, la curva del grfico tendr la forma de J, que escaracterstica de lo que se ha llamado crecimiento exponencial.

Cuando una poblacin crece exponencialmente, se observa larelacin a mayor tamao de la poblacin, mayor es la rapidez de

crecimiento

Independientemente del organismo que se considere, siempre que

el potencial bitico se grafica en funcin del tiempo la forma de la

curva es la misma. La nica variable es el tiempo; es decir, una

poblacin de lobos marinos puede requerir ms tiempo que una

poblacin bacteriana para alcanzar cierto tamao, pero ambas

poblaciones invariablemente aumentarn de manera exponencial

en condiciones ideales.

Crecimiento poblacional y la resistencia ambiental

El tipo de crecimiento exponencial se ha demostrado experimentalmente en cultivo de bacterias, protozoos y en ciertos

insectos; sin embargo, no es comn en la naturaleza.

Los organismos vivos no pueden reproducirse al ritmo mximo de su potencial bitico, puesto que ciertos factoresambientales actuarn como limitantes, como por ejemplo, alimento, espacio, enemigos, enfermedades, competidores y

limitantes climticas. Al conjunto de todos estos factores, que actan como una fuerza en contra del potencial bitico,

se le denomina resistencia ambiental.Lo que normalmente sucede con el crecimiento de una poblacin es un proceso de varias fases con una tasa de

crecimiento diferente en cada una de ellas. Al principio el crecimiento es lento, debido a que por la baja densidad los

individuos no se encuentran para aparearse y producir descendientes. En una segunda fase, cuando la poblacin se ha

adaptado, los mecanismos reproductivos aumentan su frecuencia y la poblacin crece exponencialmente. En una fase

siguiente, la rapidez de crecimiento disminuye progresivamente en la medida en que la poblacin es afectada por

factores que la limitan (recursos alimenticios, predadores, etc.). En la cuarta y ltima fase, la rapidez de crecimiento

dosminuye a valores cercanos a cero.Esto ltimo ocurre cuando el ambiente llega a los lmites de su capacidad para sostener a la poblacin; es decir, se ha

llegado a un nivel de saturacin conocido como la capacidad de carga (k) de ese ambiente.

L lamamos potencial bitico al resul tado combinado latasa de natali dad y de mortali dad:

r = TNTM

r = 0 poblacin en equil ibr ior > 0 l a poblacin crecer < 0 la oblaci n decrece

La capacidad de carga se define como el nmero promedio de indi viduos de la poblacin que elambiente puede sostener en un conjunto determinado de condiciones.


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Al modelo de crecimiento poblacional de varias fases se le llama

modelo logstico o sigmoidal de crecimientoque llevado a un

grfico muestra una curva sigmoidea (en forma de S con mucha

imaginacin) o llamada tambin curva logstica. En dicha curva

podemos distinguir las 4 fases explicadas en los prrafos

anteriores:

Fase estacionaria inicial de crecimiento lento

Fase de crecimiento exponencial

Fase de crecimiento de la rapidez reproductiva

Fase estacionaria inicial o de equilibrio

Aunque la curva sigmoidal S es una simplificacin de los cambios reales en una poblacin en funcin del tiempo, alparecer concuerda con el crecimiento de muchas poblaciones que se han estudiado en el laboratorio y en la naturaleza.

En un experimento clsico, en el que se cultiv una poblacin de paramecios (protozoo) en un tubo de ensayo, se les

suministro una cantidad constante pero limitada de alimento cada da y ocasionalmente se repona el medio de cultivo

para impedir la acumulacin de desechos metablico. En estas condiciones, la poblacin de paramecios aument

exponencialmente al principio y se hicieron tan numerosos que enturbiaban el agua. Pero despus la tasa de

crecimiento declin, y la poblacin se nivel

La fase de equilibrio o fase estacionaria final no es producto de un envejecimiento ni otro factor intrnseco de los seres

vivos. Este hecho puede ser demostrado experimentalmente transfiriendo una porcin de un cultivo de bacterias en la

fase exponencial de crecimiento a un medio de cultivo nuevo; la poblacin de bacterias transferidas contina creciendo

exponencialmente. Si se repite la operacin, sucede lo mismo. Es el medio el que envejece, y no las bacterias.

Factores limitantes

En las poblaciones naturales, el potencial bitico no se manifiesta de forma constante, puesto que el conocimiento

poblacional es frenado por diversos factores limitantes.

Como parte de esta resistencia ambiental distinguimos factores fsicos y qumicos y biolgicos, del ambiente o propios

de la especie. Los que actan como mecanismos reguladores de la tasa de crecimiento.Si cualquier requerimiento esencial es escaso, o cualquier caracterstica del ambiente es demasiado extrema, no es

posible que la poblacin crezca, aunque todas las otras necesidades estn satisfechas. Un ejemplo claro es que el fsforo

es un factor limitante para el crecimiento de las algas de agua dulce en un lago o en un ro de corriente lenta, la descarga

de detergentes con fosfato en el agua producirn un gran crecimiento de las algas. Este periodo de crecimiento rpido

contina hasta que se agote el suministro de otro elemento esencial. Luego las algas comienzan a morir, proliferan las

bacterias descomponedoras. Las cuales agotan el oxgeno debido a sus procesos naturales, convirtindose el oxgeno en

un factor limitante. Finalmente, como la concentracin de oxgeno cae por debajo de los niveles de tolerancia de los

peces y otros organismos, estos comienzan a morir. Si el proceso no se interrumpe, slo las bacterias anaerbicas y

otros microorganismos podrn sobrevivir en este ambiente. Este proceso de prdida de agua dulce es conocido como

eutroficacin.

Factores independientes y dependientes de la densidad

Factores independientes de la densidad o extrnsecos: son aquellos factores que eliminan a los individuos o reducen losndices de reproduccin sin considerar la densidad de poblacin. Es probable que el factor ms importante sea el clima o

eventos relacionados con las condiciones meteorolgicas. Por ejemplo, el tamao de muchas poblaciones de insectos yde plantas anuales estn limitados por el nmero de individuos que pueden reproducirse antes de la helada fuerte. Por

lo general, dichas poblaciones no llegan a la capacidad de carga, debido a que interviene primero factores

independientes de la densidad. El Clima es en gran parte responsable de los ciclos de abundancia y escasez de las

poblaciones. Los plaguicidas y los contaminantes pueden causar reducciones drsticas en las poblaciones naturales,

como la destruccin del hbitat causada por la construccin de caminos, zonas de cultivo o desarrollos habitacionales.


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Factores dependientes de la densidad o intrnsecos: son aquellos que provocan cambios en la tasa de natalidad o en latasa de mortalidad a medida que cambia la densidad de una poblacin.

A medida que la poblacin aumenta, puede agotar sus reservas de alimento, lo que lleva a un incremento de la

competencia entre los integrantes de la poblacin. Esto finalmente conduce a una tasa de mortalidad ms alta o a una

tasa de natalidad ms baja. Los predadores, por lo tanto pueden ser atrados hacia reas en las cuales la densidad de la

presa sea elevada y as capturar una proporcin mayor de individuos de la poblacin. Del mismo modo, las

enfermedades pueden difundirse con ms facilidad cuando la densidad de la poblacin es alta.

Estrategias de vida

En la naturaleza no existe el organismo ideal que posea una estrategia perfecta para reproducirse al mximo potencial

bitico posible, puesto que la energa debe ser utilizada, adems en las acciones necesarias para la propia sobrevivencia

del individuo.

Cada especie tiene su propia estrategia del ciclo vital: caractersticas reproductivas, requerimientos del hbitat,

patrones de migracin, etc., acordes con su asignacin de energa. Aunque en la diversidad biolgica se han desarrollado

muchos ciclos de vida distintos, se pueden clasificar en dos categoras:

Estrategias rSon organismos que tienen una estrategia general de vida que les permite reproducirse rpidamente (r significa rapidezde incremento natural).Tiene periodos cortos de vida. Al reproducirse producen gran cantidad de cras, lo que aumenta la probabilidad de

supervivencia, ya que presentan un alto ndice de mortalidad infantil.

Son poco exigentes en cuanto a la condiciones ambientales; es decir, presentan rangos amplios de tolerancia para la luz,

temperatura, humedad, pH, etc. La maleza, los ratones, las ostras, las moscas y una gran variedad de plantas e insectos,

son estrategias r.

Estrategia KSon organismos que constituyen poblaciones estables, cuyo crecimiento se mantiene cercano al valor K; es decir,

fluctan con valores prximos a la capacidad de carga del ambiente.Se adaptan lo ms estrechamente posible al hbitat con gran xito, pero tiene un rango de tolerancia a los cambios

ambientales mucho ms estrecho que los estrategas r.

Presentan periodos de vida de larga duracin y tiempos generacionales tambin largos. Producen poca cras y las cuidan

muy bien

Estrategia r Estrategia kMuchas cras Pocas cras

Maduracin rpida Maduracin lenta

Reproduccin, una sola vez Reproduccin en muchas ocasiones

Poco o ningn cuidado parental Cuidado parental intenso

Ej: Bacteria, flores Ej: Arboles, mamferos del desierto

Valencia ecolgica

Denominamos valencia ecolgica al campo o intervalo de tolerancia de una especie respecto a un factor cualquiera del

medio.

Los factores limitantes marcaran unos niveles de tolerancia

(mximo y mnimo) para la existencia de determinadas especies,

algunas de las cuales son poco exigentes, o eurioicas, con relacinal factor en estudio, es decir, tienen valencias ecolgicas de gran

amplitud; sin embargo, otras presentan unos lmites de tolerancia

estrechos, recibiendo en este caso el nombre de estenoicas.Las especies estenoicas (menos tolerantes) sueles responder demanera ms eficaz cuando las condiciones del medio les propicias,

comportndose como estrategas k. Por el contrario, las especies

eurioicas se adaptan mejor a las condiciones cambiantes delmedio, su abundancia es menor y son menos especialistas en

nichos ecolgicos, comportndose como estrategas r.


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ECOLOGA DE COMUNIDADES

Una comunidad es una asociacin de organismos de diferentes especies que viven en el mismo lugar e interactan

entre s; tambin se puede decir que son un conjunto de poblaciones de animales y vegetales que comparten el mismo

espacio.

A la comunidad tambin se le llama biocenosis y al lugar que ocupa, con todos sus factores fsicos, recibe el nombre de

bitopo. Ambos constituyen un ecosistema.

Las especies que comparten un biotopo, es decir, que constituyen la comunidad estn poco emparentadas entre ellas,as se evita la competencia. Si tuvieran los mismos gustos alimenticios competiran por los mismos recursos.


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Microcomunidad:es una asociacin poblacional que cuenta con las siguientes caractersticas:

Ocupa un espacio ambiental pequeo

Su existencia es breve ya que es afectada por los cambios ambientales.

Requiere de la ayuda de comunidades vecinas para satisfacer las necesidades energticas y completar las

cadenas alimenticias. Como ejemplos de microcomunidades podemos citar un tronco podrido, un charco de

agua.

Estructura de una comunidad biolgica

Est determinada por la clase, nmero y distribucin de individuos que forman las poblaciones. En la estructura de una

comunidad biolgica se distinguen tres aspectos fundamentales: composicin, estratificacin y lmites:

Composicin de las comunidades: dentro de estas se deben tomar en cuenta las siguientes caractersticas: Abundancia: Es el nmero de individuos que presenta una comunidad por unidad de superficie o de volumen

(densidad de poblacin) Diversidad: Se refiere a la variedad de especies que constituye una comunidad. (tanto la abundancia como la

diversidad son pequeas en aquellas zonas de climas extremos, como desiertos, fondos de ocanos, etc.) Dominancia: Se refiere que sobresale en una comunidad, ya sea por el nmero de organismos, el tamao, 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.

Los niveles trficos

Los organismos de una comunidad pueden clasificarse en tres categoras segn la forma en que obtienen el alimento:

productores, consumidores y descomponedores. La mayor parte de las comunidades tiene representantes de los tres

grupos, los cuales interactan extensamente entre s.

a)

ProductoresLa luz del sol es la fuente de energa que activa casi todos los procesos vitales en la tierra. Los productores, tambinllamados auttrofos (del griego autos: uno mismo y trofos: nutricin) producen molculas orgnicas complejas apartir de sustancias inorgnicas simples, por lo comn utilizando la energa de la luz solar. En otras palabras, los

productores realizan la fotosntesis.

Al incorporar en su organismo las sustancias qumicas que fabrican, los productores hacen que su cuerpo o partes de su

cuerpo sean recursos alimenticios para otros organismos. En las comunidades terrestres los productores ms

importantes ms importantes son las plantas de todo tipo; mientras que en las comunidades acuticas son las algasylas cianobacterias. En algunos casos especiales, como en las profundidades sin luz de los ocanos, los productores sonbacterias que no realizan fotosntesis, sino que obtienen la energa primaria de procesos qumicos; a estos se les llama

como se dijo en clases organismos quimiosintticos.

b)

ConsumidoresSe les llama consumidores a todos aquellos seres vivos que utilizan el cuerpo o partes del cuerpo de otros seres vivos

para obtener materia y energa. Se les llama tambin hetertrofos. A este nivel trfico pertenecen todos los animales,los protistas no fotosintticos, los hongos y las bacterias depredadoras.

Dentro de los consumidores pueden distinguirse los siguientes tipos:

Consumidores primarios: organismos que consumen productores, lo cual significa que son exclusivamente herbvoros.Vacas, llamas, guanacos, conejos son ejemplos de consumidores primarios, al igual que las almejas y las cholgas en las

comunidades marinas.

Consumidores secundarios: organismos que comen consumidores primarios; entre ellos se encuentran los carnvoros

que comen animales y los insectvoros. Pumas, jaibas, tiburones son ejemplos de carnvoros.

Consumidores terciarios: seres que se alimentan de carnvoros. Se les llama tambin superdepredadores o carnvorosfinales.


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Omnvoros: animales que se alimentan de una variedad de organismos, vegetales y animales de diferentes nivelestrficos. Cerdos, osos y seres humanos son ejemplos de omnvoros.

Carroeros o necrfagos: son animales que se alimentan de cadveres, como los buitres, los jotes y algunos crustceosmarinos.

Detritvoros: organismos que se Alimentan de la materia orgnica en descomposicin de animales y vegetales. Loscangrejos marinos lombrices de tierra y algunas moscas son ejemplos de detritvoros.

c) Descomponedores

Los descomponedores (tambin llamados desintegradores, putrefactores o sagurfitos) son los que degradan lamateria orgnica y utilizan los productos de la descomposicin como fuente de energa.

La materia orgnica presente en el suelo que es susceptible de ser descompuesta en materia orgnica a travs de la

accin de organismos vivos recibe el nombre de materia biodegradable. Por lo tanto, el amplio grupo de organismos

descomponedores es el responsable del reciclaje de los nutrientes, de modo que las molculas simples, liberadas por

ellos, puedan ser reutilizadas por los productores.

Las bacterias y los hongos son importantes descomponedores. Por ejemplo, la madera muerta es invadida por los

hongos metabolizadores de azcar que consumen carbohidratos simples de la madera, como glucosa y maltosa. Cuandoestos carbohidratos se agotan, otro tipo de hongos, junto con termitas y bacterias, completan la digestin de la madera

degradando la celulosa.

Los descomponedores se pueden dividir en dos grupos: transformadores y mineralizadores.

Los transformadoresson descomponedores hetertrofos: bacterias y hongos en el suelo y solamente bacteriasen el agua. Efectan transformaciones de la materia orgnica cuyos productos finales pueden ser molculas

simples, tanto orgnicas como inorgnicas.

Los mineralizadores son descomponedores quimiosintticos y, por lo tanto, auttrofos. Estos organismoselaboran materia orgnica, pudiendo ser el eslabn inicial de nuevas cadenas trficas, o bien, liberan sustancias

inorgnicas asimilables por los organismos productores.

Estratificacin de la Biocenosis: las comunidades se pueden encontrar en estratos o capas horizontales o verticales. Deigual manera, existen comunidades monoestratificasdas, en las que su estratificacin vertical es muy pequea y solo se

permite distinguir un solo estrato, tal es el caso de las zonas rocosas o desrticas cuyos animales y plantas

(representadas especialmente por lquenes) forman una capa al mismo nivel. Como ejemplo de una estratificacin

vertical podemos observar un bosque en el cual se encuentra el estrato subterrneo, suelo y un estrato herbceo,

arbustivo y arbreo

Lmites de la biocenosis: En ocasiones es difcil establecer conclaridad los lmites de una comunidad. Esto resulta sencillo hacerlo en

comunidades que ocupan biotopos muy concretos y delimitados,

como ocurre en una pequea charca o en una isla. Cuando se trata de

individualizar biocenosis establecidas en biotopos como el ocano,

resulta difcil delimitarlas pues unas con otras se interfieren. En tales

casos existen zonas de transicin que pueden ser intermedias y que se

conocen con el nombre de ecotono. La frontera entre un bosque yuna pradera, o en la orilla de un ro, son ejemplos de ecotonos.

Los ecotonos son zonas de tensin entre comunidades, debido a la

competencia que se establece entre los individuos de ambas para

lograr penetrar en el biotopo de su contraria. La zona del ecotono

presenta condiciones climticas y otras caractersticas fsicas distintas,

pero generalmente intermedias entre las propias en los biotoposlimtrofes.


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Nicho ecolgico y hbitat

En nicho ecolgico y el hbitat se confunden muy a menudo o se suelen tomar como sinnimos. La verdad es que ambos

tienen una relacin estrecha pero una incluye a otra.

Hbitat corresponde al lugar que una especie ocupa dentro del espacio fsico de la comunidad. Al estudiar el concepto

de hbitat es necesario considerar que los organismos reaccionan ante una variedad de factores ambientales y slo

pueden ocupar un cierto hbitat cuando los valores de estos factores caen dentro del rango de tolerancia de la especie.

Debido al que el hbitat describe una localizacin, podemos definirlo a diferentes niveles o escalas. Nuestro hbitat

puede ser el pas donde vivimos, la regin o la ciudad de residencia e, incluso, nuestra casa.

El concepto de nicho ecolgico surge como consecuencia del efecto producido por la competencia. Nicho ecolgico esel espacio ecolgico ocupado por una poblacin dentro de un ecosistema.El nicho ecolgico de un organismo comprende, por lo tanto, todos los aspectos de su existencia; esto es, todos sus

factores fsicos, qumicos y biolgicos que le permiten sobrevivir, permanecer saludable y reproducirse. Tambin incluye

lo que consume, aquellos por quienes es consumido, los organismos con los que compite y la forma en que interacta

con los componentes no vivos del ambiente y es influido por ellos (como luz, temperatura y humedad). El nicho

ecolgico entonces es, la totalidad de las adaptaciones de un organismo, el uso que hace de los recursos y el modo de

vida para el cual es apto. De esta manera, la descripcin completa de nicho ecolgico de un organismo implicanumerosas dimensiones.

Se hace una distincin entre nicho potencialy la funcin que el organismo realmente cumple. El nicho potencial tieneque ver con todas las posibilidades para lo cual es capaz y desarrollara en condiciones ideales; sin embargo, factores

como competencia con otras especies suelen excluirlo de una parte del nicho potencial. Por el contrario, el modo de

vida de un organismo desarrolla constituye su nicho real. Normalmente, cuando hablamos de nicho ecolgico nos

estamos refiriendo al nicho real.

Factores limitantes del nicho

El modo de vida de un ser vivo es determinado por sus mecanismos adaptativos de todo tipo, los que a su vez

determinan la tolerancia del organismo a los factores ambientales. Cuando un factor ambiental est en una intensidad ocantidad normal para un ser vivo que lo necesita, dicho organismo vive sin problemas. Pero, si este factor disminuye por

debajo de un nivel mnimo necesario se transforma en un factor limitante. La mayora de stos son variables simples,

tales como el contenido de minerales del suelo, extremos de temperatura, concentracin de gases en el aire,

concentracin de sales en el agua, etc.

Por sus interacciones, tales factores permiten definir el nicho real de un organismo.

Dinmica de una comunidad biolgica

La estructura fsica y biolgica no es una caracterstica esttica de la comunidad, ya que cambia temporal y

espacialmente.

La estructura vertical de la comunidad cambia con el tiempo. Conforme los organismos que forman, nacen, crecen y

mueren. Las tasas de natalidad y mortalidad de las especies varan en respuesta a los cambios ambientales, cambiando

el patrn 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 fsica como biolgica. Este cambio en el patrn de la estructura de la comunidad es lo

que se llama dinmica de comunidades.

Dentro de la dinmica de comunidades podemos encontrar tres puntos fundamentales: las sucesiones ecolgicas, las

fluctuaciones y las interacciones que se desarrollan entre las poblaciones.

Fluctuaciones de las poblaciones

Son cambios en las poblaciones que, debido a diversos factores ambientales, afectan a veces dependiendo de la

densidad o bien de la forma independiente de la diversidad, pueden tener efectos profundos, a favor o en contra, sobre

otras poblaciones incluyendo a la especie humana.

Sucesin ecolgica

Es un cambio estructural de una comunidad en la que un conjunto de plantas y animales toman el lugar de otros siguen

en un oren predecible hasta cierto punto, aunque son tan variados como los ambientes en los que se lleva a cabo la

sucesin.


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En cada caso, la sucesin comienza con unos pocos invasores fuertes llamados pioneros. Si no hay perturbacin, lacomunidad que se ha establecido llegar a formar una comunidad clmax, variada y relativamente estable, que subsistepor si misma a lo largo del tiempo.

La sucesin adopta dos formas principales:

Sucesin primaria: una comunidad coloniza poco a poco unaroca desnuda, arena o estanque gracial, donde no existe

rostro de la comunidad. La formacin de una comunidad

desde la nada es un proceso que por lo regular, toma miles o

incluso decenas de miles de aos.

Sucesin secundaria: se desarrolla una nueva comunidaddespus que una ya existente ha sido alterada, por ejemplo, por

un incendio forestal, tala indiscriminada o abandono, como

puede ocurrir con un campo agrcola. Esta sucesin es mucho

ms rpida que la primaria, porque la comunidad que ha sido

eliminada ha dejado su rastro en forma de tierra orgnica o

semillas.

Reglas generales en las sucesiones

A medida que transcurren las sucesiones, se puede apreciar una serie de cambios en los ecosistemas:

La diversidad aumenta: la comunidad climax permite la existencia de un gran nmero de especies.

La estabilidad aumenta: las relaciones entre las especies que integran la biocenosis son muy fuertes, existiendomltiples circuitos y realineamientos que contribuyen a la estabilidad del sistema.

Aumenta el nmero de nichos: este incremento es debido a que cuando se establecen relaciones decompetencia, las especies r son expulsadas por las especies k, que ocupan sus nichos. El resultado final de una

especie para cada nicho y un aumento en el nmero total de ellos.

Cambios de unas especies por otras: las especies pioneras u oportunistas colonizan, de forma temporal, losterritorios no explotados. Se pasa de forma gradual de las especies estrategas r, adaptables a cualquier

ambiente, a especies estrategas k, ms exigentes y especialistas.

Evolucin de los parmetros trficos: la productividad decrece con la madurez. Margalef afirma que lacomunidad climax es el estado mximo de biomasa y mnima tasa de renovacin.

Interacciones entre las poblaciones

La red de vida interactuante que constituye una comunidad tiende a mantenerse en equilibrio entre los recursos y el

nmero de individuos que los consumen. Cuando las poblaciones interactan unas con otras e influyen en la capacidad

de cada una para sobrevivir y reproducirse, sirven como agentes de seleccin natural. Por ejemplo los depredadores al

matar a las presas ms fciles de atrapar, como animales viejos o enfermos, dejan vivos a los individuos con mejores

defensas contra la depredacin. As, estos individuos dejan un mayor nmero de cras, cuyas caractersticas hereditarias

predominarn en la poblacin. De esta forma, al mismo tiempo que se controla el tamao de las poblaciones, las

interacciones moldean el cuerpo y comportamiento de las poblaciones en las que interactan.

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En una comunidad, existen dos principales formas de relaciones entre los organismos: las relacones intraespecficas y las

relaciones interespecficas.

Las relaciones intraespecficas: son aquellas que se establecen entre individuos de una misma especie, como,por ejemplo, las bandadas de aves, las sociedades, (como es el caso de la sociedad de abejas), etc.

Las relaciones interespecficas: son aquellas que se desarrollan entre miembros de diferentes especies.

Relaciones interespecficas

La coexistencia de poblaciones diferentes genera una serie de interacciones, de las que dependen el desarrollo y

evolucin simultnea de todas ellas como ya se mencion en prrafos anteriores. Dichas interacciones actan como

factores limitantes biticos, que al permitir la existencia de unas en detrimento de otras van a contribuir a la estabilidad

del conjunto.

Los productores, consumidores y descomponedores de una comunidad interactan de diferentes formas, y cada uno

establece asociaciones con otros organismos. Estas interacciones entre especies diferentes pueden serSimbiticas y Nosimbiticas.

Relaciones no simbiticas

An cuando muchas relaciones que tiene un organismo son simples contactos espordicos, de corta duracin, ellas no

son muy influyentes en la sobrevivencia. Al igual como se debe enfrentar las condiciones fsicas y qumicas de su

ambiente, cualquier organismo tambin debe hacer frente a las amenazas o a las oportunidades que le oponen o

brindan los otros organismos que forman parte de la comunidad biolgica.

Las interacciones de corta duracin, que no significan una asociacin permanente, son llamadas relaciones no

simbiticas, entre las cuales merecen especial atencin la depredacin y la competencia.

1.- Competencia

La competencia es una forma de interaccin entre individuos de la misma especie (competencia intraespecfica) o entreindividuos de especies diferentes (competencia interespecfica) que utilizan el mismo recurso, el cual suele estar en

cantidad limitada, de manera que ambos organismos o especies se ven perjudicadas en esta interaccin. Como

resultado de la competencia el xito biolgico y reproductivo de los individuos que interactan puede verse reducido.

Entre los diversos recursos por los cuales los organismos pueden competir se encuentran el alimento, el agua, la luz, el

espacio vital, las madrigueras, los sitios de nitrificacin, etc.

En el caso de la competencia interespecfica, la intensidad de la competencia depende de lo similares que sean los

requisitos de las especies involucradas. En otras palabras, el grado de competencia es proporcional a la magnitud de la

superposicin de los nichos ecolgicos de las especies en competencia. La competencia, ya sea interespecfica o

intraespecfica, puede darse de dos maneras: por interferencia o por explotacin.

Competencia por interferenciaEn esta forma de competencia, un competidor interfiere en el acceso a un recurso por parte de otro, de manera

directa. Por ejemplo, los animales territoriales dejando seales que advierten su presencia (marcas territoriales).

Si otro animal invade su territorio, puede ocurrir un encuentro agresivo entre ellos. En este ejemplo, el territorio

es el recurso por el cual compiten los organismos pero adems lo hacen por la utilizacin de otros recursos que

se hallan en l, como agua, alimentos, etc.

Competencia por explotacinEn este caso los organismos involucrados en la competencia no interactan en forma directa, sino que en forma

directa, si no que en forma indirecta. Por ejemplo, los individuos de una poblacin de animales, cuya

alimentacin est basada en vegetales, deben encontrar este alimento para poder nutrirse. Si otro grupo de

organismos, como las langostas, encuentra antes los vegetales y deja slo los restos, los animales debern

continuar buscando, lo que significa para ellos un mayor gasto de energa y mayor riesgo de depredacin.


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Principio de exclusin competitiva

En la competencia interespecfica, como se vio en prrafos anteriores, dos especiis diferentes no pueden ocupar

exactamente el mismo espacio fsico, el mismo nicho ecolgico en forma simultnea y continua. Esta idea que suele

designarse como principio de exclusin competitiva, fue formulado por el microbilogo ruso G.F. Gause en el ao 1934.Este principio indica lo siguiente si se pusieran juntas dos especies con el mismo nicho ecolgico y se les obligara a

competir por algn recurso limitado, inevitablemente una de ellas vencera a la otra por competencia y la especie menos

adaptada de las dos se extinguira o sera desplazada a otro territorio Esto debido a que cuando los nichos entre dos

especies se superponen (son muy parecidos), la competencia que se genera entre ambas es muy intensa, lo que puede

determinar el desplazamiento o la extincin de una de ellas. Para formular y demostrar este principio, Gause utiliz dos

especies de Protistas del Gnero Paramecium: P. aurelia y P. caudatum.

Primero, estas especies fueron cultivadas por separadas, frente a las mismas condiciones de laboratorio observndose

que ambos proliferaban satisfactoriamente. Sin embargo, cuando Gause colocaba juntas las dos especies en un mismo

matraz, siempre una de ellas eliminaba o exclua competitivamente a la otra. Esto es posible observar en los siguientes

grficos.

En la figura se muestra el

experimento realizado porGause. Las lneas punteadas son

el crecimiento de la poblacin

de Paramecium en un cultivo

por separado y las lneas

continuas son el crecimiento de

Parameciun en un cultivo mixto

(las dos especies juntas)

Utilizacin diferencial de los recursos

El ecologista R. MacArthur puso a prueba en condiciones

naturales lo que Gause investig en su laboratorio. Para ello

investig cinco especies de Gorjeadores de Norteamrica (un

tipo de ave). Todas estas aves cazan los mismos insectos y

anidan en el mismo tipo de pino. Este investigador observ que

cada especie concentra su bsqueda en zonas especficas del

rbol, emplea diferentes tcticas de caza y anida en pocas

ligeramente diferentes. Al dividirse los recursos, los Gorjeadores

reducen al mnimo la superposicin de sus nichos y aminoran la

competencia entre diversas especies.

De esta forma, MacArthur descubri que cuando dos especies

coexisten con necesidades similares, por lo regular ocupan un

nicho ms pequeo que el que cualquiera de ellas ocupara si

estuviese sola. Este fenmeno conocido como particin derecursos es una adaptacin evolutiva que reduce los efectosperjudiciales de la competencia interespecfica.


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La competencia y la regulacin del tamao y distribucin de una poblacin

Los individuos de una misma especie tienen necesidades idnticas de recursos y ocupan un mismo nicho ecolgico. Por

esta razn, la competencia interespecfica es uno de los principales factores reguladores del tamao de las poblaciones.

Un estudio que llev a cabo el ecologista J. Connell con percebes (crstaceos que se adhieren permanentemente a las

rocas y a otras superficies del mar), comprob de cierta forma el efecto de la competencia interespecfica en la

distribucin y tamao de las poblaciones en competencia.

Los percebes del gnero Chthalus comparten los litorales de Escocia con otro gnero llamado Balanus. Sus nichos

ecolgicos se traslapan considerablemente. Ambos gneros viven en la zona intermareas. Connel encontr que

Chthamalus domina la zona marea alta y Balanus, la marea baja. Cuando este investigador retir a todos los Balanus, la

poblacin de Chthamalus aument y se disemin hacia la zona en que habitaba Balanus.

Donde el habitat es idneo para ambos gneros, Balanus vence porque es ms grande y crece con ms rapidez. Sin

embargo, Chthamalus tolera las condiciones de mayor sequedad, por lo que goza de una ventaja competitiva en marea

alta. Como lo ilustra este ejemplo, la competencia interespecfica limita tanto el tamao como la distribucin de las

poblaciones en competencia.

De esta forma, as como la competencia dentro de las especies lleva a la eliminacin de la gran mayora de los

individuos, la competencia entre las especies puede llevar a la eliminacin de una especie en una comunidad.

2.- Depredacin

Es un tipo de relacin en la cual un opganismo de una especie determinada (predador) se alimenta de un organismo de

otra especie (presa). Esto implica la muerte de un organismo que sirve de alimento al otro. Slo el depredador se

favorece en esta relacin.

Efectos de la depredacin en la dinmica de una poblacinDesde el punto de vista ecolgico, las interacciones depredador-presa influyen sobre el nmero de organismos de una

poblacin y sobre la estructura de la comunidad.

El tamao de una poblacin de predadores frecuentemente est limitado por la disponibilidad de presas. Sin embargo,

la predacin no es necesariamente el factor principal en la regulacin del tamao de la poblacin de organismos presa,ya que sta se puede ver ms influenciada por su propio suministro de alimentos.

Grafico que muestra las

variaciones en el nmero de

individuos del predador y la presa.

Se puede apreciar como el nmero

de presas tambin hace variar el

nmero de predadores

Evolucin y depredacin

Los depredadores utilizan una variedad de tcticas o tcnicas para obtener su alimento. Estas tcticas estn bajo intensa

presin selectiva y es probable que aquellos individuos que obtienen el alimento en forma ms eficiente, dejen una

mayor cantidad de descendencia.En el caso de la presa potencial, es probable que aquellos individuos que tiene ms xito en evitar la depredacin dejen

la mayor cantidad de descendencia. De sta manera, la depredacin afecta a la evolucin tanto del depredador como de

la presa.


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Un depredador ms eficiente para capturar sus presas ejerce una intensa presin selectiva sobre stas, las cuales con el

tiempo desarrollan algn recurso para reducir la probabilidad de ser capturadas. A su vez, el recurso adquirido por la

presa acta como una fuente de presin selectiva sobre el depredador. Esta evolucin interdependiente entre las

especies interactuantes se denomina coevolucin.Entre las tcticas que utilizan tanto depredadores como presas, estn el camuflaje, el mimetismo, las seales de alerta,

entre otras

Relaciones simbiticas

Los miembros de una relacin simbitica, llamados simbiontes, pueden beneficiarse, no ser afectados o resultar

perjudicados por la relacin. Las numerosas asociaciones simbiticas en la naturaleza son el resultado de una

coevolucin, es decir, de una evolucin en la que dos organismos distintos interactan de manera tan estrecha y por un

largo tiempo, que se adaptan cada vez ms uno al otro.La simbiosis asume tres formas: mutualismo, consalismo,

protocoperacin, parasitismo y amensalismo

1.- ParasitismoEs un tipo de relacin en la cual un organismo conocido como parsito durante toda su vida se alimenta de otro

organismo (husped), al cual le provoca dao sin causarle la muerte. Algunos cientficos consideran el parasitismo una

forma especial de depredacin, en la que el depredador es considerablemente ms pequeo que la presa.

Como ocurre con las formas ms obvias de depredacin, es probable que las enfermedades producidas por parsitos

eliminen a los individuos ms jvenes, a los discapacitados a los ms viejos, hacindolos ms susceptibles a otros

depredadores, a los efectos del clima o a la escasez de alimento, etc.

Existen dos tipos de parsitos:

Ectoparsito: son aquellos que viven sobre la superficie del husped. Tambin son conocidos como parsitos externos.Ejemplo de estos parsitos son los piojos, las pulgas, las garrapatas, etc.

Endoparsitos: son aquellos que viven en el interior del husped, como por ejemplo, la lombriz solitaria (Tenia), losacaros.

2.- MutualismoEs una relacin en donde dos especies participantes obtienen beneficio mutuo de una relacin y no pueden vivir

separadamente, pues mueren. Es una relacin obligada. Ej: plantas y bacterias fijadoras de nitrgeno (Rizobium sp), las

plantas y sus polinizadores.

3.- ProtocooperacinEn esta relacin ambas especies resultan favorecidas, sin embargo, no exuste una dependencia mutua. Ejemplo: algunas

aves acostumbran posarse sobre la piel de los jabales para alimentarse de los parsitos.

4.- ComensalismoEn esta relacin se beneficia slo una especie, mientras que la otra no se beneficia ni se daa. Por ejemplo:la relacin

entre el tiburn y el pez rmora.

5.- AmensalismoRelacin en la cual uno de los asociados resulta perjudicado por otro que no manifiesta un cambio aparente. Ej: Hongo

Penicillium productor de penicilina (un antibitico que inhibe el crecimiento de bacteria) y las bacterias. En esta relacin,

los hongos no se afectan ni se benefician; las bacterias en cambio, son seriamente afectadas.

Biodiversidad versus estabilidad ecolgica

Por diversidad se entiende la diversidad biolgica, es decir: la riqueza o variedad de especies, la cual puede serexpresada como el nmero de clases distintas por unidad de espacio o como la razn entre estas clases y el nmero de

individuos totales, y la abundancia relativa, o la distribucin de los individuos entre las distintas clases (E.P. Odum).

Segn esta definicin, la diversidad tiene dos componentes: si comparamos dos ecosistemas, ser ms diverso no solo el

que tiene mayor nmero de especies, sino el que posee, adems, el mayor nmero de individuos por cada especie.

El concepto de diversidad no slo se aplica a las especies; tambin se puede hablar e diversidad de ecosistemas y

diversidad gentica.


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Los eclogos consideran que la estabilidad de una comunidad es una consecuencia de su complejidad; esto es, una

comunidad con una considerable diversidad de especies ms estable que otra con menor diversidad.Con una multitud

de posibles interacciones dentro de la comunidad es poco probable que cualquier perturbacin aislada pueda afectar a

un nmero de componentes que pongan en peligro al sistema total. Por ejemplo, las plagas destructivas son ms

comunes en campos cultivados, que son comunidades de baja diversidad, que en comunidades naturales con mayor

diversidad de especies.

Las causas principales de la prdida de biodiversidad son la deforestacin, el sobrepastoreo, la destruccin de hbitat, el

coleccionismo, la caza, la venta de especies no autctonas y las actividades industriales.

Biodiversidad en Chile

En Chile existen 684 especies terrestres y de agua dulce de diversas clases de animales. De ellas 243 presentan

problemas de conservacin:

Mamferos Aves Rptiles Anfibios Peces TOTAL

Especies Chilenas 91 432 78 39 44 684

Especies con problemas de conservacin 51 72 45 31 44 243

Porcentaje con problemas 56% 17% 58% 79% 100% 35%

Los problemas de conservacin se clasifican en tres categoras: especie extinta, especie en peligro de extincin y especie

vulnerable.

Especies extintas:Son aquellas que sin lugar a dudas, no han sido localizadas en estado silvestre en los ltimos 50 aos. En chile existen

dos especies de vertebrados clasificados en esta categora:

Ctenomys magellanicus dicki, Tuco-Tuco de la Isla Riesco (mamfero)

Numenius borealis, Zarapito boreal (ave)

Especies en peligro de extincinSon aquellas cuya supervivencia es poco probable si los factores causales de peligro continan operando como lo hacen

actualmente. Se incluyen poblaciones que han sido reducidas a un nivel crtico o cuyo hbitat ha sido reducido

drsticamente. En Chile hay 50 especies clasificadas en esta categora; por ejemplo:

Chinchilla langera (chinchilla chilena)

Felis colocola (gato colocolo)

Hippocamelus bisulcus (huemul)

Cyanoliseus patagonus byroni (loro tricahue)

Liolaemus gravenhorsti (lagartija)

Rhinoderma rufum (ranita de Darwin)

Trichomycterus chungarensis (bagrecito del Chungar)

Basilichthys microlepidotus (pejerrey chileno)

Especies vulnerablesSon aquellas sobre las cuales se cree pasarn en un futuro cercano a la categora de peligro si los factores causales de

la amenaza continan operando. Se incluyen todas las especies que estn disminuyendo debido a la sobre explotacin o

destruccin del hbitat y a quellas que aun son abundantes pero estn bajo la amenaza de factores adversos. En Chile

existen 92 especies clasificadas en esta categora; por ejemplo:

Lagidium viscasia (vizcacha)

Lutra felina (chugungo)

Felis concolor (puma)

Lama guanicoe (guanaco)

Pudu pudu (pud)

Columba araucana (torcaza) Spheniscus Humboldt (pingino de Humbolt)

Caudiververa nitidus (rana chilena)

Percicthys trucha (trucha criolla)

Vicugna vicugna (vicua)

Pseudalopex fulvipes (zorro chilote)

Pterocnemia pennata pennata (and)


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Factores que determinan el nmero de especies de una comunidad

Las comunidades varan mucho en el nmero de especies que contienen. Por ejemplo, un arrecife de coral es una

comunidad con diversidad de especies extremadamente grande; en cambio, una isla pequea o una cima de montaa

presentan baja diversidad de especies.

Qu determina el nmero de especies de una comunidad?

Al parecer no existe una respuesta nica; probablemente son significativos varios factores que revisaremos brevemente:

1.- Abundancia de nichos potenciales:Una comunidad que ya es compleja en factores fsicos, qumicos y biolgicos ofrece mayor variedad de nichos ecolgicos

potenciales que una comunidad simple, y por ese motivo puede hacerse an ms compleja si surgen o inmigran

organismos potencialmente capaces de ocupar esos nichos.

2.- Aislamiento geogrfico del hbitatLa diversidad de especies se relaciona inversamente con el aislamiento geogrfico del hbitat. Las comunidades que

habitan islas tienden a ser mucho menos diversas que las comunidades que habitan ambientes continentales, aun

cuando las condiciones ambientales sean similares. Esto se debe en parte a la dificultad de muchas especies de llegar ala isla para colonizarla, y tambin a que la zona sea ms pequea y que posea menos hbitat y nichos ecolgicos

potenciales.

3.- Estrs ambiental sobre el hbitatSlo aquellas especies capaces de tolerar condiciones ambientales extremas pueden vivir en una comunidad sometida a

estrs ambiental. As, la diversidad de especies de un ro contaminado ser ms baja que un ro limpio cercano similar.

De igual modo, la diversidad de especies de comunidades de altas latitudes expuestas a climas crudos, es menor que la

de comunidades de ms baja latitud y con clima ms benigno.

4.- Efecto de borde

La diversidad de especies suele ser mayor en los bordes de comunidades distintas que en sus centros, debido a que elborde contiene mayores posibilidades de nichos ecolgicos diferentes.

5.- Sobredominancia de una especieLa diversidad de especies es reducida cuando cualquiera de las especies disfruta de una clara y exagerada posicin de

dominancia dentro de una comunidad. En este caso, la especie sobre dominante se apropia de los recursos disponibles y

desaloja o elimina de la competencia a muchas otras especies.

ECOSISTEMA

Como ya se vio en ecologa de comunidades existe un lugar que es ocupado por todos los organismos vivos llamado

biotopo, el cual comprende la temperatura, la radiacin, la humedad ambiental, presin atmsfrica, sustanciasorgnicas e inorgnicas, etc. Por otro lado, el componente bitico o biocenosis (elementos vivos) del ecosistemacomprende los productores consumidores y descomponedores (en algunos textos llamados desintegradores o

microconsumidores) que para efectos de conocer la transferencia de energa se llaman a cada uno nivel trfico. Estacombinacin de componentes biticos y abiticos, a travs de los cuales fluye la energa circula los materiales, se conoce

como ecosistema.En relacin al componente bitico se distinguen 2 tipos de organismos:

a.- Los auttrofos:son aquellos organismos capaces de utilizar diferentes formas de energa y utilizarlas para sintetizarsustancias orgnicas a partir de materias inorgnicas. Ejemplo: fotosntesis y quimiosntesis.

b.- Los hetertrofos:corresponden a aquellos organismos que degradan, asimilan y desintegran las sustancias orgnicasnecesarias para satisfacer sus requerimientos vitales.

Como todo sistema, el ecosistema requiere de una fuerza impulsora, siendo esta fuerza la energa. La fuente de energa

determina en gran medida las caractersticas de un ecosistema. Es as como los principales tipos de energa que mueven

el ecosistema son la energa solar y la producida por los combustibles qumicos.


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Transferencia de materia y energa

La principal razn por la cual los seres vivos se relacionan con su entorno es para la obtencin de materia y energa. Este

intercambio es esencial para formar y mantener las estructuras de los sistemas biolgicos, as como para el ptimo

desarrollo de todas sus actividades.

Cadenas trficas

La primera y nica energa exterior que ingresa a los ecosistemas es la energa radiante proveniente del sol. Su influencia

sobre el planeta Tierra es la causa de la mayor parte de los fenmenos qumicos y fsicos, as como tambin de la

activacin de los procesos biolgicos.

Del total de la radiacin solar que llega a la Tierra, un 30 % es reflejada de inmediato hacia el espacio; solamente el 70%

restante es absorbida por el planeta y acciona el ciclo del agua, impulsa los vientos y las corrientes ocenicas, activa la

fotosntesis y calienta el planeta.

Cunta energa solar es absorbida en la fotosntesis?

Se ha estimado que la eficiencia mxima de absorcin de la luz solar en lafotosntesis tiene un promedio de 2%. Esta es la porcin de energa solar

capturadas por las plantas y que queda almacenada en los enlaces qumicos de

las molculas orgnicas producidas en la fotosntesis. Con esta energa,

transferida de un organismo a otro, funcionarn todos los sistemas biolgicos

del planeta.

A las rutas de consumo de la biomasa en un ecosistema, por transferencia de

materia de un organismo a otro, se les denomina cadenas trficas oalimentarias.La cadena trfica ms simple se compone, al menos, de tres niveles trficos,

los que corresponden a diferentes posiciones respecto a la utilizacin de la

materia y la energa: productores, consumidores y descomponedores. Losproductores inician la cadena convirtindola energa luminosa en energa

qumica; los consumidores obtienen la materia de los productores; los

descomponedores toman la materia de los consumidores y la reciclan.

El flujo de energa en las cadenas trficas es siempre una corriente en una sola

direccin, puesto que se inician en los productores, sigue a travs de los

consumidores y termina con los descomponedores.

Al seguir este flujo dentro de los ecosistemas, no solamente se comprende su sentido unidireccional, sino que tambin

se observa que la energa se va degradando progresivamente entre uno y otro eslabn de la cadena. Esto sucede porque

cada organismo, para construir su propia biomasa, gasta energa en la realizacin de sus procesos vitales y, por ltimo,

otra porcin de energa es liberada como calor.

Debido a que la energa se va degradando a medida que es transfera, la energa es recibida por los consumidores es

menor y ms pobre mientras ms lejos se encuentre el organismo consumidor de los productores dentro de la cadena

trfica. Esta es la razn por la cual las cadenas trficas ms largas tienen un mximo de cinco eslabones.

En un ecosistema la energa circula linealmente y la materia lo hace cclicamente

En estos casos, las cadenas trficas se estructuran en los siguientes niveles:

a)

Productores,son los organismos auttrofos, como las plantas verdes.

b) Consumidores primarios, estn representados por los organismos hetertrofos que se alimentan de plantas

(herbvoros).

c) Consumidores secundarios,se trata de los organismos hetertrofos que se alimentan de herbvoros (carnvoroscomedores de herbvoros)


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d)

Consumidores terciarios, son los organismos que se alimentan de los consumidores secundarios (carnvorosconsumidores de carnvoros).

e)

Descomponedores,son seres vivos hetertrofos (bacterias y hongos) que hacen que las cadenas se cierren enciclos; descomponen y remineralizan la materia orgnica de cadveres, excrementos, etc., en materias solubles

utilizadas por los productores.

Tramas o redes trficas

En la naturaleza son muy escasas las cadenas

trficas simples, unidireccionales y sin

derivaciones intermedias, dado que pocos

organismos comen un solo tipo de otros

organismos. Es ms comn que el flujo de

energa y la materia por los ecosistemas

implique una gama de elecciones de alimento

para cada organismo. En cualquier ecosistema

normal son posibles numerosas vas

alternativas. As, un modelo ms realista parael flujo de energa y materia es la tramaalimentaria o red trfica, un complejo decadenas trficas interconectadas.

Las pirmides ecolgicas

El hecho de que slo el 10 % de la energa pase de un eslabn a otro en las cadenas trficas nos hace deducir que labiomasa y la energa de cualquier nivel trfico no puede sobrepasar el equivalente al 10% de la biomasa del nivel

anterior de la misma cadena trfica. Es decir si un productor representado por el plancton tiene una biomasa 1000 kilos

en un ecosistema, en ese mismo ecosistema solamente se pueden mantener 100 kg de la biomasa de los peces que se

alimentan de ese plancton.

Los valores energticos correspondientes a los distintos niveles trficos se representan por medio de las pirmides

ecolgicas, entre las que distinguimos tres tipos principales: pirmide de energa, pirmide de biomasa y pirmide de

nmeros.

1.- Las pirmides de energa representan el contenido energtico de cada nivel trfico, y en consecuencia indican la tasade flujo de energa desde un nivel trfico al siguiente. Suelen expresarse en caloras o en Kilojoules/m ao.


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En trminos generales, las pirmides de energa son parecidas a las de biomasa en su forma, pro en ellas se grafica ms

claramente la reduccin en el contenido de energa que ocurre en cada nivel trfico. Nunca son invertidas, siendo

siempre cualquier nivel trfico ms grande que su nivel inferior correspondiente.

2.- Las pirmides de biomasa ilustran labiomasa en cada nivel trfico sucesivo por

unidad de rea en cierto tiempo. Pueden

representar la forma de una pirmide real, ya

que la biomasa va decreciendo en niveles

trficos sucesivos. Si se supone que en

promedio hay reduccin de 90% e la biomasa

por cada nivel trfico, entonces, 10.000 kg de

hierba deben sostener 1.000 kg de grillos, que

a su vez sostendrn 100 kg de ranas; adems,

las comunidades de garzas no tendrn una

biomasa superior a 10 kg en total.Ocasionalmente, en algn ecosistema, la

pirmide de biomasa puede resultar invertida;

es decir, el nivel inferior tiene una biomasa

menor que su nivel superior correspondiente,

como sucede en la relacin fitoplancton-

zooplanton en ecosistemas marinos. Esto

ocurre solamente cuando la biomasa de un

nivel inferior es altamente productiva y

experimenta una muy elevada Tasa de

Renovacin.

3.- Las pirmides de nmeros muestran lacantidad de organismos en cada nivel trfico

del ecosistema. En la mayor parte de las

pirmides, cada nivel trfico sucesivo

ascendente es ocupado por un nmero menor

de individuos. Por ejemplo, en un pastizal el

nmero de herbvoros es mayor que el

nmero de carnvoros. As como las pirmides

de biomasa pueden presentarse a menudo

con valores invertidos, es decir, que un nivel

inferior, por ejemplo un solo rbol

(productor), pueda proporcionar alimento a

cientos de insectos (consumidor primario) o a

decenas de aves e invertebrados de diversos

tipos.

Debido a que resulta difcil contar el nmero

de individuos en ecosistemas naturales, una

variante de las pirmides de nmero es

aquella que en vez del nmero de individuosmuestra las densidades de las poblaciones.


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Parmetros trficos

Se denomina parmetros trficos a las medidas y factores utilizados para evaluar la eficiencia o rentabilidad energtica

de cada nivel trfico y del ecosistema completo.

Biomasa

La biomasa es la cantidad de materia orgnica viva (fitomasa y zoomasa)o materia muerta (necromasa) de cualquiernivel trfico o de cualquier ecosistema (por ejemplo, lea, leche, carne, hojarasca, etc.). Podramos decir que la biomasa

constituye la manera en que la bisfera almacena energa solar.

La biomasa se mide en kilogramos, gramos, miligramos, etc., aunque es frecuente expresarla en unidades de energa: un

gramo de materia orgnica equivale en promedio a 4 5 kilogramos.

Tambin es frecuente, al calcular la biomasa de un sistema, hacer referencia a la cantidad de materia que hay en una

unidad de superficie o volumen; por ejemplo, g/cm2, g/cm3, kg/m3, tm/h.

Productividad

Se llama productividad a la capacidad energtica de un ecosistema, incluyendo la energa almacenada en la biomasa y

la utilizada para mantener dicha biomasa, durante cierto perodo.Dependiendo de las formas de utilizar o almacenar la energa, se distinguen los siguientes tipos de productividad:

Productividad primaria (Pp): es el total de energa fijada por los organismos auttrofos, en un cierto perodo (porejemplo, produccin de dos millones de Kilocaloras por hectrea en un ao: Kcal/h ao).

Productividad secundaria (Ph): es lacantidad de energa almacenada en los

niveles de los consumidores, sean

herbvoros o carnvoros.

Productividad bruta (Pb): es la cantidad deenerga fijada por unidad de tiempo. Si nos

referimos a los productores, este concepto

representa el total fotosintetizado en un

da o en un ao. Si se trata de los

consumidores, corresponder a la cantidad

de alimento asimilado del total ingerido.

Productividad neta (Pn): es la energaalmacenada en cada nivel, potencialmente

disponible para ser transferida a los

siguientes niveles trficos.

La bisfera posee una cantidad de biomasa insignificante respecto a la

cantidad de necromasa, siendo an mayores las reservas resultantes

de la acumulacin de carbono reducido, carbn, petrleo, organismos

de otros tiempos geolgicos


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Representa el aumento de la biomasa por la unidad de tiempo y se obtiene restando de la produccin bruta la energa

consumida en el proceso respiratorio de automantenimiento. (R).

Pn= Pb - R

Como regla general, la energa que pasa de un eslabn a otro es aproximadamente el 10% de la energa acumulada. El

90% restante de la energa se pierde como calor en los procesos de mantenimiento. Esto se conoce como regla del

10%.

La regla del 10% explica por la cual el nmero de eslabones de las cadenas trficas est limitado a menos de seis, an

cuando el porcentaje de energa transferida aumenta en los ltimos eslabones.

Tasa y Tiempo de Renovacin

La tasa de renovacin representa la velocidad con que se renueva la biomasa; por lo tanto, sirve para indicar la riquezade un determinado ecosistema o nivel trfico. Su valor es el cuociente Pn/B.

Por ejemplo: la reproduccin neta de una biomasa de 5000 mg/m3 es de 50 mg/m

3 por da, entonces su tasa de

renovacin es:

Tasa de renovacin= 50 mg/m3x da = 0,01 1% diario5000 mg/m3

El tiempo de renovacin es el periodo que tarda en renovarse un nivel trfico o un sistema. Este concepto se expresa

mediante una relacin inversa a la anterior, B/Pn y se puede expresar en das, aos, etc.

Tiempo de renovacin= 5000 mg/m3 = 100 das50 mg/m3x da

Con estos dos parmetros podemos evaluar cuanto es renovable tiene un recurso y tomar medidas de conservacin. Por

ejemplo, en el caso anterior, el recurso citado se renueva completamente en 100 das. Si se sigue explotando antes deese plazo, se imposibilita su renovacin.

Eficiencia

Esta nocin representa el rendimiento de un nivel trfico o de un sistema y se calcula mediante el cuociente

salidas/entradas; es decir, la eficiencia ser mayor mientras las salidas sean mayores que las entradas.

La eficiencia puede ser valorada desde diversos puntos de vistas:

La eficiencia de los productores se calcula mediante la relacin energa asimilada/ energa incidente. Como ya

estudiamos anteriormente, est alcanza valores promedios de un 2%, que corresponden tan slo a la

produccin bruta.

Si calculamos el cuociente Pn/Pb, estaremos midiendo la cantidad de energa incorporada a cada nivel respecto

al total asimilado, en cuyo caso estaremos constatando la prdida respiratorios, que referidas al caso del

fitoplancton son el 10% al 40%. En la vegetacin terrestre estas prdidas rebasan el 50%.

La rentabilidad de los consumidores se suele valorar en funcin de la relacin Pn/total ingerido o, como

acostumbran los ganaderos, engorda/alimento.

Muchas veces el hombre, al explorar los recursos en los sistemas naturales, ha valorado la eficacia de ellos a partir de os

resultados obtenidos, sin tener en cuenta toda la energa y materia empleadas para realizar la explotacin.

Factores limitantes de la productividad primaria

Una de las mayores preocupaciones de las ciencias de la naturaleza es descubrir un mtodo para aumentar la

produccin de alimentos para la humanidad. Para ello, el tema central de las investigaciones lo constituye el estudio de

los factores que influyen en la actividad fotosinttica de las plantas, ya que los dems niveles trficos.En cuanto a los factores medioambientales limitantes de la produccin primaria, la mayora de los eclogos estaran de

acuerdo en que son los siguientes: temperatura y agua, nutrientes minerales, luz y dixido de carbono.


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Temperatura y agua

La disponibilidad de agua determina la productividad en la tierra ms cualquier otro factor. En general, los biomas con

mayor cantidad de agua (por ejemplo, bosques tropicales) son mucho ms productivos que aquellos con escasa

precipitacin (por ejemplo, desiertos).

En climas secos calurosos se desarrollan organismos adaptados a la sequa (maz, caa de azcar), que son de gran

inters agrcola por su rpido crecimiento. En los desiertos, las adaptaciones morfolgicas estn destinadas

principalmente a evitar las prdidas de agua. Las cactceas, por ejemplo, fijan CO2durante la noche para mantener los

estomas cerrados durante el da y as evitar la prdida de agua.

Si la temperatura es muy baja en una poca del ao, las adaptaciones consisten en un predominio de plantas herbceas

anuales, desarrollo de estructuras hibernantes subterrneas (bulbos, tubrculos) o la aparicin de un fotoperodo o

poca de mximo desarrollos de hojas y flores.

Nutrientes y minerales

La presencia de los nutrientes necesarios para que la planta los asimile y fabrique las molculas orgnicas es un

condicionante importantsimo para la eficiencia fotosinttica.

El fsforo es el principal factor limitante de la produccin primaria, debido a que se encuentra en sedimentos y su

proceso de liberacin es muy lento. El nitrgeno ocupa el segundo lugar en importancia. Es casi siempre limitante encualquier parte y no est presente en la mayora de las rocas a partir de las cuales se forman los suelos.

En el ocano la fotosntesis se realiza en las zonas donde llega la luz, mientras que la degradacin de materia ocurre en

el suelo ocenico. La enorme distancia entre la superficie y el fondo marino dificulta el retorno de nutrientes, limitando

la produccin primaria.

Luz

La estructura del aparato fotosinttico es, por s mismo un factor limitante de la produccin primaria. Los pigmentos

fotosintticos (clorofilas y carotenos) captan normalmente algunas ondas electromagnticas de la radiacin solar.

No obstante aquello, un incremente en los niveles luminosos suele elevar la productividad de los ecosistemas naturales.

As tambin, la cantidad de horas de luz (el largo del da) influye directamente en la fotosntesis total.

Dixido de carbono

Tanto los estudios de laboratorio como aquellos de campo indican el incremento en el CO2 en la zona donde se

encuentra la planta es favorable; no es seguro que slo esto incremente la productividad primaria, ya que dichas

emisiones traen otros problemas ambientales (por ejemplo, el efecto invernadero), o que junto con la liberacin de CO2

se liberen compuestos de nitrgeno y azufre que puedan inhibir la fotosntesis.

Los ciclos biogeoqumicos

En la corteza terrestre una gran variedad y cantidad de elementos y compuestos orgnicos, muchos de los cuales son

vitales para el funcionamiento de los sistemas vivientes. A estos elementos se les llama biogensicos y se les puedeclasificar en dos grandes grupos: macronutrientes y micronutrientes

Macronutrientes: son compuestos esenciales del protoplasma y se requieren en cantidades significativas porejemplo, el carbono, hidrgeno, oxgeno, nitgeno, potasio, calcio, magnesio, azufre y fsforo, incluyendo,

adems el agua.

Micronutrientes: son aquellos elementos y compuestos que siendo tambin importantes, se requieren encantidades pequeas; ejemplo: fierro, manganeso, cobre, zinc, sodio y cloro.

La materia, de la que estn formados todos los seres vivos, circula de ida y vuelta, permanentemente, entre el mundovivo y el ambiente abitico. La tierra es un sistema cerrado de materia: no recibe materia desde el exterior ni tampoco la

pierde. Las sustancias son reutilizadas y recirculan varias veces por los ecosistemas.

A continuacin presentaremos tres ciclos importantes para los seres vivos.


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Ciclo del Agua

El agua es el componente principal de todos los seres vivos y es fundamental para el sustento de la vida. En la

naturaleza se encuentra circulando constantemente, formando parte de los ros, lagos, mar, nubes y de los

seres vivos. Esta circulacin de agua en los ecosistemas se denomina ciclo del agua o ciclo hidrolgico.

A pesar de que el agua est movindose continuamente, la cantidad de agua del planeta se mantieneinvariable desde que se form la Tierra. En los ecosistemas se puede encontrar en los estados lquido, gaseoso

y slido, producto de diferentes cambios de estado.

Ciclo del carbono

Los seres vivos deben disponer de carbono, porque las molculas que constituyen toda forma de vida, protenas, cidos

nucleicos, lpidos y carbohidratos contienen dicho elemento. El carbono existe en la atmsfera como dixido decarbono (CO2), el cual constituye aproximadamente 0,03 % del aire atmosfrico. Tambin est presente en el ocanocomo carbonatos (HCO3) y en rocas como la caliza.

Durante la fotosntesis, las plantas, algas y cianobacterias extraen el dixido de carbono del aire y los fijan (incorporan)

en compuestos qumicos complejos, por ejemplo, azcar. Estos compuestos suelen ser utilizados como combustibles en

el proceso de respiracin celular, y de este modo de CO2 es devuelto a la atmsfera. Ocurre un ciclo similar en

ecosistemas acuticos, entre organismos acuticos fotosintetizadores y CO2disuelto en agua.


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Ciclo del Nitrgeno

El nitrgeno es esencial para todos los seres vivos porque es el elemento fundamental de las molculas de protenas y

cidos nucleicos. Puesto que la atmsfera terrestre tiene un 80% de nitrgeno, se podra pensar que los seres vivos no

tendran problemas con el abastecimiento de este gas: sin embargo, el nitrgeno atmosfrico es tan estable que no se

combina con facilidad con otros elementos, y en consecuencia los seres vivos no pueden tomarlo directamente de la

atmsfera.

El ciclo del nitrgeno tiene cinco pasos:

1.- Fijacin de nitrgeno

2.- Nitrificacin

3.- Asimilacin

4.- Amonificacin

5.- Desnitrificacin

1.- Fijacin de nitrgeno

Implica la conversin de nitrgeno gaseoso (N2) en amoniaco (NH3) nitrato (NO3-), de modo que el nitrgeno quedeatrapado en molculas utilizables por los seres vivos. Aunque una cantidad considerable de nitrgeno se fija por

combustin, vulcanismo, descargas elctricas y procesos industriales, la mayor parte de la fijacin del nitrgeno es

realizada por bacterias y cianobacterias presentes en el suelo y ambientes acuticos, produciendo amoniaco.

Hay dos tipos de bacteria fijadoras de nitrgeno: Simbiticas e independientes.

a)

Las fijadoras simbiticas, principalmente el gnero Rhizobium, infectan las races de ciertas plantas como lasleguminosas (trbol, alfalfa, etc.). La planta responde a esta infeccin formando una masa o ndulo dentro de la

cual la bacteria crece y se multiplica. Esta es una sociacin mutualista: las plantas les dan carbohidratos a las

bacterias y estas le entregan a la planta amonaco y diversos aminocidos.

b)

Los fijadores independientesson un grupo muy heterogneo de bacterias. Las dos ms importantes clases sonlosAzotobactery algunos clostridios. Los Azotobacters son bacterias aerbicas tpicas, en cambio los clostridios

son estrictamente anaerbios. Uno de los procesos que realizan estos organismos es la fermentacin de losaminocidos, obteniendo, entre otros productos, amoniaco.

En hbitat acutico, y en condiciones anaerbicas, la mayor parte de la fijacin del nitrgeno es realizada por

cianobacterias. En cultivos de arroz, por ejemplo, estos organismos son importantes para mantener la fertilidad de los

suelos.

2.- Nitrificacin

La conversin de amonaco (NH3) en nitrato (NO3), llamada nitrificacin, es realizada por bacterias del suelo. Es

un proceso de dos fases: primero, primero las bacterias Nitrosomonasy Nitrococcus convierten el amoniaco en nitrito

(NO2); despus la bacteria Nitrobacter oxida el nitrito a nitrato. En conjunto, estas bacterias mineralizadoras y las

fijadoras de nitrgeno, son llamadas bacterias nitrificantes.

NH3 + 11/2

O2 NO2-

+ H + H2O + Energa

Estas reacciones qumicas son la base energtica de estas bacterias. Recuerda que corresponden a organismos

quimiosintticos.


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3. Asimilacin

En este proceso, las races de las plantas absorben en nitrato (NO3) o el amonaco (NH3) que se formaron por

fijacin o nitrificacin, e incorporan el nitrgeno en las molculas de protenas y cidos nucleicos. Cuando los animales

comen tejidos vegetales, asimilan el nitrgeno para fabricar sus propias protenas y cidos nuclicos.

4.- Amonificacin

La conversin de compuestos nitrogenados orgnicos (por ejemplo, aminocidos y protenas) en amonaco, y las

bacterias que realizan este proceso reciben el nombre de bateras amonificantes. El producido entra en el ciclo del

nitrgeno y queda disponible una vez ms para los procesos de amonificacin y asimilacin.

Amonificacin es parte de los mecanismos de descomposicin qumica de los restos de organismos muertos y de los

desechos animales.

5.- Desnitrificacin

La reduccin del nitrato (NO3) a nitrgeno gaseoso (N2) se denomina desnitrificacin. Las bacterias responsables de este

proceso (bacterias desnitrificantes) revierten la accin de las bacterias fijadoras de nitrgeno y nitrificantes; es decir,devuelven nitrgeno en forma de gas a la atmsfera. Las bacterias desnitrificantes son anaerbias, por lo que se

desarrollan en sitios con poco o nada de oxgeno. Por ejemplo se encuentran en capas profundas del suelo y en las aguas

subterrneas.


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Ciclo del fsforo

El fsforo no existe en estado gaseoso, y por tanto no est en la atmsfera. Sus depsitos de mayor importancia

corresponden a los sedimentos ocenicos, donde se encuentra ms o menos inmovilizados formando parte de la

litosfersa. Su proceso de liberacin es muy lento, razn por la que constituye el principal factor limitante,

considerndose por ello un recurso no renovablemente.

La erosin de las rocas fosfatadas liberan fosfato en el suelo, de donde es captado por la races de las plantas. Una vez

en el interior de las clulas, el fosfato es utilizado en una variedad de molculas biolgicas (por ejemplo cidos

nucleicos). Los animales obtienen la mayor parte del fosforo a travs de los alimentos que consumen, aunque en

algunas localidades el agua potable contiene cantidades significativas de fsforo inorgnico.

El fsforo circula por la materia viva en la medida en que los seres vivos se comen unos a otros, y sale como fosfato

inorgnico al mundo inerte por accin de los descomponedores.

En las comunidades acuticas, el fsforo ingresa a travs de algas y plantas, que a su vez sirven de alimentos a los

diversos peces, moluscos y crustceos. Una pequea parte de estos peces e invertebrados son consumidos por aves

marinas, que defecan en las rocas, dejando grandes depsitos de guano, rico en fosfatos y nitratos. Una vez en tierra,

estos minerales pueden ser absorbidos por la plantas.

Documents

Guia Ecologia 2014