AMBIENTE “El escenario de la vida”Es una entidad en constante movimiento y cambio. Se define como el entorno o suma total de todo lo que nos rodea y que afecta y condiciona las características que determinan la vida. NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS FACTORES BIOTICOS (VIVOS) DEL AMBIENTE. INDIVIDUO Cada ser vivo organizado, respecto de la especie a que pertenece. Características de los individuos Variaciones Genéticas Son la base para el origen de nuevas especies y el proceso se denomina: Especiación. Si el ambiente cambia estas características serán: a) favorables: Adaptación (estimulo-respuesta) Supervivencia b) Desfavorables: desaparición y por lo tanto, extinción de organismos. Nicho ecológico y hábitat Cualquier individuo dentro de un ambiente, juegan un papel y tiene una función, a este proceso se le llama: Nicho ecológico. Del mismo modo los individuos ocupan un lugar para vivir, de manera general a este espacio se le conoce como: Hábitat. POBLACIÓN Es un conjunto de organismos o individuos que coexisten en un mismo espacio, tiempo y que son de la misma especie. Características Alta cohesión reproductiva Implica el intercambio de material genético entre los individuos. Alta cohesión ecológica Se refiere a la presencia de interacciones entre ellos, resultantes de poseer requerimientos similares para la supervivencia. Propiedades de las poblaciones Existen ciertos atributos propios de los organismos en su organización en poblaciones A) Potencial biótico (P.B.) Se refiere a la máxima capacidad que poseen los individuos de una población para reproducirse en condiciones óptimas. B) Resistencia ambiental (R.A.) Se refiere al conjunto de factores que impiden a una población alcanzar el potencial biótico. Entonces P.B. - R.A. = Crecimiento real de la población. C) Patrones de crecimiento Natalidad: es el número de individuos que nacen en una unidad de tiempo Mortalidad: el número de individuos que mueren en una unidad de tiempo Inmigración: es la llegada de organismos de la misma especie. Emigración: es la salida de organismos de la población D) Capacidad de carga Es el número máximo de individuos que un medio determinado puede soportar. E) Densidad Poblacional Es la cantidad de individuos que coexisten por unidad de superficie F) Distribución espacial Es la manera en que los organismos de una población se ubican en el espacio: 1.-Al azar: la cual no muestra ningún patrón en un área determinada. 2.-Agregada: muestra una serie de conjuntos donde se concentran los individuos de la misma población. 3.-Uniforme: en la cual los organismos de la población están separados más o menos uniformemente. G) Ciencias de estudio La Ecología de poblaciones (Demoecología o Ecología demográfica) Rama de la Ecología que estudia las poblaciones desde el punto de vista de su tamaño (número de individuos), estructura (sexo y edad) y dinámica (variación en el tiempo). La dinámica de poblaciones Estudia los cambios que sufren las poblaciones biológicas en cuanto a tamaño, dimensiones físicas de sus miembros, estructura de edad, sexo, así como los mecanismos por los que se producen. Biología Matemática o Biomatemática Es una área que se enfoca en el modelamiento de los procesos biológicos utilizando técnicas matemáticas. COMUNIDAD BIÓTICA O ECOLÓGICA (BIOCENOSIS). Conjunto de organismos de cualquier especie que coexisten en un espacio definido (biotopo) que ofrece las condiciones exteriores necesarias para su supervivencia. Cuanta más variedad haya de organismos más sana es la comunidad; y más garantías tiene de permanecer. CARACTERÍSTICAS DE LA COMUNIDAD. 1) ESPECIE DOMINANTE Dentro de cada comunidad existe, como norma general, una especie vegetal que destaca sobre las demás por su presencia y abundancia. 2) INTERACCIONES EN LA COMUNIDAD Son las interacciones que tiene lugar en una comunidad entre individuos de especies diferentes, dentro de un ecosistema. • Competencia: Cuando escasea un recurso compartido, los organismos compiten por él, y los que lo hacen con mayor éxito sobreviven. • Depredación: Consumo de un organismo viviente, vegetal o animal, por otro. • Parasitismo: En él, dos organismos viven unidos, y uno de ellos obtiene su sustento a expensas del otro (los parásitos no suelen acabar con sus huéspedes, como hacen los depredadores). • Comensalismo: Cuando en una relación un organismo sale beneficiado y el otro ni gana ni pierde • Mutualismo o Simbiosis: Cuando en una relación los dos organismos salen beneficiados. • Amensalismo: Se produce cuando un organismo se ve perjudicado en la relación y el otro no experimenta ninguna alteración. Conclusiones Los tipos de relaciones interespecíficas entonces pueden ser: Competencia (-/-) Depredación (+/-) Parasitismo (+/-) Comensalismo (+/0) Simbiosis (+/+) Amensalismo (-/0) ( - ) Se perjudica ( + ) Se beneficia ( O ) Neutro 3) SUCESIÓN Y COMUNIDADES CLÍMAX Los ecosistemas no son estáticos en el tiempo, están continuamente cambiando debido tanto a las perturbaciones externas como a su propia dinámica interna. Sucesión Ecológica Son cambios graduales de la comunidad vegetal con el paso del tiempo (proceso evolutivo) . Comunidad clímax Estado óptimo de una comunidad biológica, dadas las condiciones del medio. Se habla de dos tipos de sucesión ecológica: La sucesión primaria Se desarrolla en una zona carente de comunidad preexistente (biotopo virgen) que no ha sido ocupado previamente por otras comunidades. La sucesión secundaria Se establece sobre una comunidad ya existente que ha sido eliminada por incendio, inundación, enfermedad, talas de bosques, cultivo, etc. 4) LA SOCIABILIDAD Y LA ESTRATIFICACIÓN. Cada comunidad tiene una estructura horizontal y una estructura vertical Estructura vertical de la comunidad (Estratificación). Estructura horizontal de la comunidad (Sociabilidad). 5) ECOTONOS Barreras de transición entre 2 o más comunidades diversas; este límite es una zona de unión que puede ser escasa o de una extensión lineal considerable. 6) CADENAS ALIMENTICIAS Y NIVELES TRÓFICOS Es importante conocer los entornos de las relaciones alimenticias que se desarrollan en las comunidades, tomando en cuenta: la estructura (componentes). a) Productores: Todos los vegetales b) Herbívoros: Pastoreadores (vertebrados e invertebrados) c) Carnívoros: También vertebrados e invertebrados. d) Descomponedores: Se alimentan de materia orgánica en descomposición (microorganismos y organismos superiores). LA TIERRA COMO PLANETA VIVO. La tierra de manera general presenta dos tipos de entorno : uno viviente y un entorno inerte ( sin vida ). Hasta donde sabemos la vida solo existe en la tierra. Podemos encontrar seres vivos en el aire, sobre la tierra y tanto en agua dulce como salada. La biosfera es la porción de la tierra en la que se desarrolla la vida. Ella se extiende desde el fondo de los océanos hasta las alturas en la atmósfera. Esta capa de vida puede parecer inmensa, pero si pudieras reducir el tamaño de la tierra al de una manzana, la biosfera sería mas delgada que la cascara de la manzana. Existen ambientes muy diferentes, terrestres y acuáticos en la biosfera y cada uno de ellos incluyen factores vivos e inertes que afectan la vida de los organismos que allí habitan. BIOSFERA Capa relativamente delgada de aire, tierra y agua capaz de dar sustento a la vida, que abarca desde unos 10 km de altitud en la atmósfera hasta el más profundo de los fondos oceánicos. En esta zona la vida depende de la energía del Sol y de la circulación del calor y los nutrientes esenciales. La biosfera ha permanecido lo suficientemente estable a lo largo de cientos de millones de años como para permitir la evolución de las formas de vida que hoy conocemos. Las divisiones a gran escala de la biosfera en regiones con diferentes patrones de crecimiento reciben el nombre de regiones biogeográficas. ECOSISTEMA Se refiere a la suma total de factores físicos y biológicos que operan en cualquier área. Un ecosistema es una unidad autosuficiente. Los ecosistemas pueden ser muy pequeños, un lago de agua dulce o muy grandes como el desierto del Sahara o el Océano Indico. En un ecosistema hay un cambio cíclico de materiales y de energía entre los seres vivos y el ambiente. Los minerales, el nitrógeno, los compuestos de carbono y el agua, materiales necesarios para los seres vivientes forman un ciclo continúo a través del sistema. Ningún material se acaba si el sistema está balanceado. La única necesidad del ecosistema es una fuente de energía, la luz solar capturada por las plantas verdes en el proceso de fotosíntesis. FACTORES BIOTICOS DEL ECOSISTEMA. Los organismos vivientes de cualquier ecosistema pueden dividirse en tres grupos: - Productores conformados por las plantas, estas elaboran sustancias alimenticias a partir de compuestos simples como agua y anhídrido carbónico. - Consumidores, aquellos que se alimentan de otros organismos, es decir los animales. - Descomponedores, bacterias que descomponen las proteínas, grasas y ácidos nucleicos de los organismos muertos, permitiéndoles retornar al ambiente. FACTORES ABIOTICOS DEL ECOSISTEMA. Los factores abioticos del ecosistema son todos aquellos parámetros físicos y químicos que afectan a los organismos. FACTORES ABIOTICOS FISICOS. Son los componentes básicos abioticos de un ecosistema; a ellos esta sujeta la comunidad biologica, entre los factores abioticos mas comunes están: 1.-) LA LUZ SOLAR: Fuente principal de energía de un ecosistema, actúa en el proceso fotosintético y tiene un efecto térmico (temperatura ambiental) en las zonas donde la luz se irradia. 2.-) LA TEMPERATURA: Es una de las formas en que se expresa la energía térmica proveniente de la luz del sol; la temperatura tiene que ver directamente sobre la migración y dispersión de especies, así como en las sucesiones ecológicas y afecta las funciones de reproducción y/o desarrollo. 3.-) CLIMA Y VIENTOS: Los vientos y las precipitaciones pluviales están íntimamente relacionados con las variaciones de temperatura de cada zona geográfica. 4.-) ALTITUD Y LATITUD: Las variaciones de la altitud y la latitud causan cambios termicos y por consiguiente, modifican la distribución de los seres vivos. FACTORES ABIOTICOS QUIMICOS. 1.-) EL SUELO: Es el factor abiotico químico mas común, el suelo se deriva de la erosión de las rocas ocasionada por factores físicos, químicos y biológicos. El suelo posee todas las reservas de materiales orgánicos, minerales, agua y oxigeno que se requieren para el buen funcionamiento tanto de los productores de nutrientes como los consumidores. 2.-) CONCENTRACIÓN DE OXIGENO Y BIOXIDO DE CARBONO: Estos compuestos tienen una importancia fundamental en el intercambio de los organismos con su ambiente, dichas sustancias son un factor clave del proceso de la fotosíntesis, la respiración y los procesos quimiosinteticos. FUNCIONAMIENTO DEL ECOSISTEMA El funcionamiento de todos los ecosistemas es parecido. Todos necesitan una fuente de energía que, fluyendo a través de los distintos componentes del ecosistema, mantiene la vida y moviliza el agua, los minerales y otros componentes físicos del ecosistema. La fuente primera y principal de energía es el sol. En todos los ecosistemas existe, además, un movimiento continuo de los materiales. Los diferentes elementos químicos pasan del suelo, el agua o el aire a los organismos y de unos seres vivos a otros, hasta que vuelven, cerrándose el ciclo, al suelo o al agua o al aire. En el ecosistema la materia se recicla -en un ciclo cerrado- y la energía pasa - fluye- generando organización en el sistema FLUJO DE LA ENERGÍA Y CICLO DE LA MATERIA. La estratificación de los componentes del ecosistema es una expresión de la ordenación de la producción y consumo en el sistema. Se constituyen las denominadas cadenas alimentarías, las cuales considerando la biomasa o masa de los organismos vivos de cada eslabón o nivel, tienen una forma piramidal: la mayor biomasa generalmente está concentrada en los productores primarios y la menor en los consumidores de más alta jerarquía. Las cadenas alimentarlas se relacionan entre sí, constituyendo un "entramado" de relaciones tróficas, conformando una red o trama trófica. La condición para el mantenimiento de estas tramas tróficas es la existencia de un ininterrumpido flujo de energía la cual, en ecosistemas naturales, proviene fundamentalmente, del Sol. La energía fluye de forma unidireccional, desde el Sol hasta el último nivel trófico. Los productos de desecho o residuos de cada nivel trófico son aprovechados por los organismos descomponedores los cuales, al morir, liberan nuevamente los nutrientes y gases al ambiente, de donde son tomados por los productores primarios para completar el ciclo de la materia. CICLO DE NUTRIENTES EN LOS SISTEMAS Para que un organismo viva debe tener un abastecimiento adecuado de energía, de agua y de nutrientes. La energía es importante para los organismos vivientes ya que ésta impulsa las reacciones bioquímicas que mantienen la vida. El agua es importante porque es el medio en el cual ocurren los procesos vitales. El carbono, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, fósforo y e l azufre también son importantes porque ellos constituyen las moléculas fundamentales de la materia viva, tales como aminoácidos, azúcares, ácidos grasos, purinas, pirimidinas y nucleótidos Las propiedades electroquímicas de la materia viva dependen de los iones de nutrientes tales como el sodio y el cloruro. Otros elementos que se encuentran en pequeñas proporciones en el ambiente, o elementos traza como el cinc, también son fundamentales como componentes claves en las reacciones enzimáticas que ocurran en los organismos. La energía, el agua y los nutrientes no se mueven al azar en el ambiente, sino que siguen flujos y ciclos definidos. Cambios en estos ciclos y flujos pueden ser perjudiciales a los organismos que viven en los ecosistemas a través de los cuales estos flujos y caos se mueven. Es importante que se comprenda su dinámica, porque las actividades de la sociedad industrial están alterando los flujos y ciclos de nutrientes, agua y energía en muchos de los ecosistemas del mundo. En general, los ciclos de nutrientes se pueden ilustrar de la siguiente forma: Los nutrientes absorbidos del suelo y de la atmósfera por las plantas, incorporándolos como elementos constituyentes de sus moléculas fundamentales. Los animales herbívoros se alimentan de las plantas, y éstos a su vez conforman la dieta de los animales carnívoros, de manera que los nutrientes se transfieren de unos a otros organismos. Al morir dichos organismos, las bacterias y hongos del medio descomponen los restos orgánicos. Las bacterias y hongos también son seres vivos que se alimentan, crecen, se reproducen y que, al morir, liberan al suelo y a la atmósfera los nutrientes asimilados previamente, completando el ciclo de esta manera: los nutrientes quedan nuevamente a disposición de las plantas. DISTRIBUCIÓN DE LA ENERGÍA SOLAR EN LA TIERRA. Es importante para los sistemas biológicos el hecho de que la mitad o más de este flujo de energía se disipa a su paso por la troposfera. En el hemisferio norte, aproximadamente, el 42% de la radiación solar incidente es reflejada, un 33% por las nubes y un 9% por el polvo. Otro 10% del flujo solar es absorbido por el ozono, el oxígeno, el vapor de agua y el ácido carbónico, o dispersado difusamente por las moléculas de aire y pequeñas partículas en suspensión. Así, pues, solamente un 48% de la radiación solar total llega realmente a la superficie terrestre, parte de la cual, a su vez, puede ser reflejado a la atmósfera por superficies brillantes. La energía radiante absorbida en la tropósfera es dispersada en todas direcciones en la región ínfrarroja del espectro electromagnético. Parte de ella alcanza la Tierra de donde, a su vez, parte es irradiada. Los dos componentes de la energía de entrada, la radiación solar directa y la radiación infrarroja indirecta, calientan las capas inferiores de aire, el suelo y la superficie del agua, así como los organismos que habitan en ellos. Por otro lado, el componente visible de la radiación directa es necesaria para poner en marcha la dinámica del ecosistema y el proceso fotosintético.
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