CAPÍTULO 8 / TEMA 2

Individuo, especie y población

Dentro de la ecología, los investigadores trabajan en cuatro niveles específicos: organismo, población, comunidad y ecosistema. Los ecosistemas están compuestos de partes que interactúan dinámicamente, que incluyen los organismos, las comunidades que forman y los componentes no vivos de su entorno.

¿A QUÉ SE DENOMINA INDIVIDUO?

Ver infografía

Un individuo es cualquier ser vivo u organismo. Si bien puede tener muchas partes separadas, el individuo no puede sobrevivir sin las partes y éstas no pueden sobrevivir sin el individuo.

Algunos individuos son simples y sólo contienen una molécula de información que describe cómo obtener energía y reproducir la molécula. Otros son más complejos o multicelulares que pasan por rituales de apareamiento para introducir dos células haploides que se fusionarán y se convierten en un nuevo individuo.

Insectos eusociales

            

La eusocialidad ocurre en las poblaciones donde no se reproducen todos los individuos, excepto uno, que en el caso de los insectos es la reina. En términos evolutivos, esto significa que toda la colmena es un solo organismo que a veces se denomina “superorganismo”.

 

El estudio del organismo en ecología se centra en las adaptaciones morfológicas, fisiológicas y de comportamiento que permiten que un organismo sobreviva en un hábitat específico.

Como la variedad de vida en la Tierra es enorme, la definición de individuo u organismo todavía está en constante cambio, y continuamente se presentan nuevas definiciones de lo que se considera un organismo.

¿QUÉ SE CONOCE COMO ESPECIES?

Las especies son grupo de individuos físicamente similares que son capaces de reproducirse con el resultado de una descendencia fértil.

Las especies se caracterizan por el hecho de que están aisladas reproductivamente de otros grupos, lo que significa que los organismos de una especie son incapaces de reproducirse con organismos de otra especie.

Taxonomía vs. filogenética

 

La taxonomía es un sistema científico que clasifica los organismos en categorías según sus características biológicas. Como las especies también se pueden definir en función de una historia evolutiva y ascendencia compartida, existe la filogenética, que es el estudio de las relaciones evolutivas entre organismos.

LAS POBLACIONES

Las poblaciones están formadas por grupos de individuos de una misma especie que viven en un área geográfica determinada en un momento dado y que pueden reproducirse entre sí. Se debe tener en cuenta que aunque las poblaciones incluyan individuos de la misma especie, pueden tener una composición genética diferente entre ellos y otras poblaciones.

Para que ocurra el cruzamiento, los individuos deben tener la capacidad de aparearse con cualquier otro miembro de una población y producir descendencia fértil. Sin embargo, las poblaciones contienen variaciones genéticas dentro de sí mismas, y no todos los individuos son igualmente capaces de sobrevivir y reproducirse.

Las poblaciones se pueden describir en varias escalas. Un buen ejemplo de una población local son los peces en un estanque, pero esta localidad puede operar a escala regional, nacional, insular o continental e Incluso puede constituir toda la especie.

Cuando los individuos de las poblaciones locales pueden dispersarse entre otras poblaciones locales se denomina metapoblación.

La biología de la población es el estudio de las características de la población y los factores que afectan su tamaño y distribución.

Características de la población

 

  • Patrones migratorios.
  • Densidad de población.
  • Demografía que incluye las tasas de natalidad y mortalidad, la proporción de sexos y la distribución por edad.
  • Genética de la población.
  • Rasgos del historial de vida.
  • Dinámica del grupo que incluye las interacciones dentro y entre las poblaciones.

La ecología de la población es el estudio de cómo las poblaciones interactúan con el medio ambiente.

La mayoría de las poblaciones no son estables, fluctúan en tamaño con el tiempo. Las fluctuaciones generalmente son respuestas a cambios en los componentes abióticos y bióticos, que actúan como factores limitantes contra el crecimiento exponencial indefinido de las poblaciones.

Cuando los recursos alimentarios son abundantes y las condiciones ambientales son favorables, las poblaciones pueden crecer. Por el contrario, cuando la depredación es fuerte, las poblaciones pueden agotarse.

¿Qué es la genética de poblaciones?

 

La genética de poblaciones es el estudio de la variación genética que existe en los grupos de organismos que pertenecen a la misma especie.

Ejemplo de población                                                                            

Elefantes africanos

Hay dos especies de elefantes tradicionalmente reconocidas: los elefantes africanos (Loxodonta africana) y los elefantes asiáticos (Elephas maximus). Actualmente, el grupo de elefantes africanos fue dividido en dos especies: elefantes africanos de arbusto (Loxodonta africana) y elefantes del bosque africano (Loxodonta ciclotis).

Elefantes africanos en la Reserva Nacional Samburu en Kenya.
¿Sabías qué?
A principios del siglo XX las poblaciones de elefantes africanos eran de hasta 5 millones de individuos, pero debido a la fragmentación del hábitat y la caza furtiva de sus colmillos solamente quedan alrededor de 400.000.

COMPLICACIONES EN EL ESTUDIO DE LOS NIVELES DE ORGANIZACIÓN SUPERIORES

En cada nivel de organización hay niveles inferiores que forman la base de los niveles superiores. En esa transición de un nivel a otro ocurren algunas excepciones que complican la forma en que se puede definir cada nivel.

Por ejemplo, el término individuo significa etimológicamente “aquello que no es divisible”. Sin embargo, existen excepciones como es el caso de organismos coloniales como las esponjas, las hidras y los mohos que se pueden dividir muchas veces para dar origen a nuevos individuos.

Otras excepciones incluyen organismos simbiontes, como los líquenes, que están formados por una simbiosis entre algas y hongos.

Cada nivel de organización se identifica por tener propiedades y características específicas que surgen en ese nivel y no existen en el anterior.

RECURSOS PARA DOCENTES

Video “Los individuos, las especies, las poblaciones y las comunidades”

Con este video podrá conocer las características de los diferentes niveles de organización que exceden al individuo.

VER

Vídeo “Hábitat, población, comunidad, ecosistema y ecología”

Este recurso audiovisual le permitirá mostrar cómo es el hábitat de los diferentes animales y las interacciones que ocurren dentro del ecosistema.

VER

Artículo “Dinámica de las poblaciones”

Artículo que desarrolla el estudio sobre los cambios que sufre una población en cuanto a su tamaño y variación del número de individuos.

VER

CAPÍTULO 8 / EJERCICIOS

el ambiente y las relaciones tróficas | ejercicios

los ambientes y el ecosistema

1. Escribe brevemente las diferencias entre ambiente, ecosistema y paisaje.

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

2. Realiza un diagrama con los componentes básicos de un ecosistema.

 

 

 

 

 

 

 

individuo, especie y población

1. Establece la diferencia entre población, individuo y especie. Ordena cada nivel según su complejidad y menciona algunos ejemplos.

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

Orden de mayor a menor: ___________________ → ____________________ → _____________________.

Ejemplos:

Población Especie Individuo

2. Investiga, analiza y explica qué significa el ecosistema como unidad ecológica.

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

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las comunidades y sus relaciones

1. ¿Cuáles son las características de una comunidad? Explica brevemente.

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______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

2. Completa las siguientes oraciones.

  • De acuerdo al tipo de sucesión las comunidades se clasifican en: _________________, _________________

y __________________.

  • Las comunidades del _________________ se desarrollan en condiciones ____________ y en un amplio rango de temperaturas.
  • Las praderas carecen casi por completo de _______________ y pueden soportar grandes manadas de animales de ___________________.
  • Las comunidades de ______________________ son aquellas que se desarrollan en ___________, arroyos, lagos y estanques.

3. ¿Cuáles son las relaciones que se establecen en las comunidades? Escoge y explica un tipo de relación y menciona un ejemplo.

  1. _________________________.
  2. _________________________.
  3. _________________________.
  4. _________________________.
  5. _________________________.

Tipo de relación: ______________.

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

formas básicas de nutrición

1. En las siguientes imágenes se presentan algunas formas de nutrición, indica cuáles son y explícalas  brevemente.

Forma de nutrición Descripción
________________
________________
________________
________________

2. Completa la siguiente tabla con las diferencias entre fotosíntesis y quimiosíntesis.

Fotosíntesis Quimiosíntesis

tramas tróficas

1. En las siguientes oraciones indica con una V si es verdadero o con una F si es falso. En caso de ser falso, justifica la respuesta.

  • Los eslabones también son llamados niveles en las tramas tróficas.  (   )

___________________________________________________________________________________________________.

  • El primer nivel trófico tiene la mayor concentración de energía y está formado por los consumidores.  (   )

___________________________________________________________________________________________________.

  • Los productores son organismos que obtienen moléculas orgánicas al comer o digerir otros organismos.  (    )

___________________________________________________________________________________________________.

  • Los herbívoros y los carnívoros son los organismos heterótrofos o consumidores de las tramas tróficas.  (   )

___________________________________________________________________________________________________.

2. Describe el papel de los des componedores en el ecosistema y realiza un listado de 5 organismos que pertenezcan a este grupo.

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________

  1. _________________________.
  2. _________________________.
  3. _________________________.
  4. _________________________.
  5. _________________________.

flujos de materia y energía

1. Realiza un esquema para explicar cómo fluye la materia y la energía en los ecosistemas.

 

 

 

 

 

2. Completa el siguiente texto:

La productividad en los ecosistemas _______________  generalmente aumenta con la temperatura hasta aproximadamente 30 °C y se correlaciona positivamente con ___________________. La productividad primaria es más alta en zonas _________________ y _________________ de los trópicos, donde se encuentran los biomas de bosques tropicales.

Modificaciones causadas por la eliminación o introducción de especies

1. Investiga varias fuentes y define con tus propias palabras los siguientes términos:

  • Biodiversidad: __________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________.

  • Especie endémica: _______________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________.

  • Extinción: ______________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________.

  • Especie invasora: ________________________________________________________________________________

2. Enumera las causas que pueden llevar a una especie a la extinción.

  1. ____________________________________________________________.
  2. ____________________________________________________________.
  3. ____________________________________________________________.
  4. ____________________________________________________________.
  5. ____________________________________________________________.

CAPÍTULO 8 / REVISIÓN

EL AMBIENTE Y LAS RELACIONES TRÓFICAS | ¿qué aprendimos?

Los ambientes y el ecosistema

El ambiente está relacionado al conjunto de factores físicos, químicos, biológicos y sociales que actúan sobre los seres vivos. Por su parte, el ecosistema es un sistema formado por una comunidad de seres vivos que se desarrollan en función de los factores físicos de un mismo ambiente. Dentro de los ecosistemas se establecen dos tipos de interacciones: intraespecíficas, cuando ocurren entre organismos de la misma especie, e interespecíficas, cuando ocurren entre organismos de diferentes especies. En un sentido más general, el conjunto de los diferentes ecosistemas, el entorno físico y las especies que los habitan crean paisajes en la Tierra.

La unidad principal de estudio en la ecología es el ecosistema.

Individuo, especie y población               

Un individuo, también llamado organismo, es cualquier ser vivo. Por su parte, la especie es un grupo de individuos físicamente similares que son capaces de reproducirse con el resultado de una descendencia fértil. La población está formada por un grupo de individuos de una misma especie que viven en un área geográfica determinada en un momento dado y que pueden reproducirse entre sí.

Las esponjas, las hidras y los mohos se pueden dividir muchas veces para dar origen a nuevos individuos.

Las comunidades y sus relaciones

Las comunidades son grupos de varias poblaciones de plantas, animales y/o microorganismos que viven en un área determinada e interactúan entre sí. Al igual que una población, una comunidad tiene una serie de características, como la organización trófica, el dominio de especies, la interdependencia, la estructura comunitaria, la forma de crecimiento y sucesión, y la estratificación. Las comunidades se dividen en aeroterrestres y acuáticas, dentro de las aeroterrestres se encuentran las del desierto, de los pastizales y  de la selva tropical. Las comunidades acuáticas son de agua dulce y de aguas marinas. En las comunidades, las especies participan en interacciones bióticas directas e indirectas, como las de depredador-presa, herbivoría, parasitismo, competencia y mutualismo.

Un ejemplo de una relación mutualista es la del picabueyes o garcita bueyera y el rinoceronte.

Formas básicas de nutrición

Los seres vivos requieren energía para realizar diferentes funciones que obtienen de los alimentos. Este proceso se llama nutrición, y los componentes químicos en los alimentos son los nutrientes. Los autótrofos son los organismos que sintetizan sus propias moléculas orgánicas a partir de sustancias inorgánicas simples como CO2 y nitratos, estos organismos son las plantas y ciertas bacterias fotosintéticas. Por su parte, los heterótrofos son los organismos que obtienen moléculas orgánicas de otros organismos. Los heterótrofos se dividen en herbívoros, carnívoros y descomponedores.

Los detritívoros y los descomponedores se diferencian por la manera en que descomponen y en la forma en que comen.

Tramas tróficas

Los organismos se interrelacionan en las cadenas y las redes alimentarias, por lo que dependen unos de otros para sobrevivir. Los eslabones, también llamados niveles en las tramas tróficas, son las posiciones que cada grupo de organismos ocupan en una cadena o red alimentaria. El primer nivel trófico tiene la mayor concentración de energía y está formado por los productores. Los consumidores o heterótrofos son organismos que obtienen moléculas orgánicas al comer o digerir otros organismos, son los herbívoros y los carnívoros. Los descomponedores son el eslabón final en una red alimentaria, descomponen la materia orgánica muerta y finalmente devuelven energía a la atmósfera durante la descomposición.

Los saprófitos son los organismos que viven en o sobre la materia orgánica no viva, secretan enzimas digestivas y absorben los productos de la digestión.

Flujos de materia y energía

Los organismos compiten por alimentos, agua, luz solar, espacio y nutrientes. Estos recursos proporcionan la energía para los procesos metabólicos y la materia para formar sus estructuras físicas. Las pirámides ecológicas muestran las cantidades relativas de varios parámetros, como el número de organismos, la energía y la biomasa, a través de los niveles tróficos y las redes alimentarias ilustran cómo la energía fluye direccionalmente a través de los ecosistemas. En la fotosíntesis, las plantas convierten la energía de la luz solar en glucosa, la materia que forma esta glucosa pasa por la cadena alimentaria de la misma manera que lo hace la energía, de organismo a organismo mientras se comen entre sí.

 

Todos los seres vivos requieren energía y no podrían ensamblar macromoléculas como proteínas, lípidos, ácidos nucleicos y carbohidratos complejos sin un aporte constante de energía.

Modificaciones por la eliminación o introducción de especies

La extinción no se trata sólo de la desaparición de una especie, sino también de los efectos que conlleva esto al medio ambiente con el que interactúa. Es un proceso natural causado por la selección natural, la escasez de alimentos o los eventos naturales, pero principalmente es la acción del hombre la que ha provocado que especies completas desaparezcan. Los seres vivos están relacionados a través de la alimentación y dependen los unos de los otros para sobrevivir, si alguno desaparece, el resto se ve afectado. Las especies exóticas son aquellas que han sido trasladadas por los humanos a un entorno donde no ocurrieron naturalmente.

Cuando los animales y las plantas que no son nativas de una región se introducen en el ecosistema pueden causar graves daños a la flora y la fauna local.

CAPÍTULO 8 / TEMA 3

Las comunidades y sus relaciones

En ecología existen diferentes niveles de organización con respecto a los factores bióticos en el ecosistema. Un individuo es un solo organismo; una población es un grupo de organismos de la misma especie en un área particular al mismo tiempo. El grupo de varias poblaciones forma una comunidad.

¿QUÉ ES UNA COMUNIDAD?

La comunidad es el grupo de varias poblaciones, ya sea de plantas, animales o microorganismos, que viven en un área determinada e interactúan entre sí.

Por ejemplo, todos los organismos que viven en el tronco de un árbol muerto pueden considerarse una comunidad. Varias especies de gusanos, insectos, musgos y hongos residirán allí y llevarán a cabo varios nichos.

Los hongos, como los saprófitos, se encargan de descomponer la materia orgánica.

Características de una comunidad

Al igual que una población, una comunidad tiene una serie de características:

1. Organización trófica

Cada organismo dentro de una comunidad se puede clasificar dentro de un nivel trófico específico que se relaciona con la forma en que obtiene los nutrientes. Estos niveles tróficos se pueden dividir en tres grupos principales que son los productores o autótrofos, los consumidores o heterótrofos y los descomponedores.

Las comunidades pueden describirse por la forma en que la energía se transfiere a través de estos niveles tróficos.

Las flechas indican la relación “es comido por”.

 

2. Dominio de especies

Generalmente hay una o dos especies en cada nivel trófico que ejercen una influencia más dominante sobre la función y estructura de la comunidad que las otras.

¿Sabías qué?
Las plantas generalmente dominan las comunidades terrestres, por lo que el nombre de la comunidad a menudo se basa en la vegetación ecológicamente dominante.

3. Interdependencia

Las comunidades no son sólo una mezcla aleatoria de plantas, animales y microorganismos. Cada uno de los organismos dentro de una comunidad interactúa con otros, e incluso pueden necesitar el uno del otro para sobrevivir.

TIPOS DE INTERDEPENDENCIA

Interdependencia nutricional

Algunos insectos sólo pueden alimentarse de una especie de planta.

Interdependencia reproductiva

Para el polinizador, la interacción proporciona una fuente alimenticia de néctar; para la planta, la interacción es esencial para su éxito reproductivo.

Interdependencia protectora

Los insectos que viven en un árbol dependen de las hojas y ramas para protegerse de la depredación de las aves.

4. Estructura comunitaria

Las descripciones de la estructura de la comunidad se relacionan tanto con la riqueza de especies como con la diversidad de especies. Como regla general, las comunidades que tienen más diversidad de especies son más resistentes al daño del ecosistema.

5. Forma de crecimiento y sucesión

Una comunidad se puede describir por las categorías principales de su forma de crecimiento. Por ejemplo, musgos, plantas herbáceas, arbustos y árboles. También puede caracterizarse por su etapa de sucesión, que es el reemplazo progresivo y predecible de un tipo de comunidad por otra a lo largo del tiempo.

COMUNIDADES DE ACUERDO AL TIPO DE SUCESIÓN

Comunidad pionera

Es la primera comunidad que se forma dentro de un paisaje desnudo una vez que sus semillas o esporas migran de las áreas circundantes y germinan con éxito. Está formada por plantas resistentes, de rápido crecimiento y que requieren muy pocos nutrientes.

Comunidad serial

Se desarrolla en el área después de la comunidad pionera. Es una comunidad de transición que incluye especies de tamaño intermedio, que tienen alta biomasa y alto contenido nutricional.

Comunidad clímax

Es la comunidad biótica estable y autorregulada que se establece después de muchos años. Contiene especies más longevas y más grandes, con alta especialización de nicho y redes alimenticias complejas.

6. Estratificación

Las comunidades clímax naturales generalmente exhiben alguna forma de estratificación, donde las poblaciones que conforman la comunidad se distribuyen en estratos verticales u horizontales definidos.

Por ejemplo, la estratificación ascendente de una comunidad forestal podría dividirse en:

  • La capa subterránea.
  • El suelo del bosque.
  • La vegetación herbácea.
  • La capa de arbusto.
  • La capa de dosel.

COMUNIDADES EN LOS ECOSISTEMAS AEROTERRESTRES

Comunidades del desierto

Son aquellas que se desarrollan en condiciones secas y en un amplio rango de temperaturas, desde el congelamiento nocturno hasta altísimas temperaturas durante el día.

Las plantas en este bioma han desarrollado una serie de adaptaciones, como tallos suculentos y hojas pequeñas, espinosas o ausentes, para conservar el agua y lidiar con estas temperaturas extremas.

Comunidades del pastizal

Se encuentran en zonas templadas y tropicales, con precipitaciones reducidas o estaciones secas prolongadas. Las praderas carecen casi por completo de árboles y pueden soportar grandes manadas de animales de pastoreo.

Las hierbas son las plantas dominantes, mientras que las especies de pastoreo y madriguera son los animales característicos.

¿Sabías qué?
Los pastizales naturales alguna vez cubrieron más del 40 % de la superficie terrestre.

Selvas tropicales

Las comunidades que se desarrollan en este ambiente están adaptadas al clima cálido de entre 20 y 25 °C, con abundantes lluvias. Es el bioma más rico, tanto en diversidad como en biomasa total.

Los insectos son abundantes, las aves tienen colores brillantes y los anfibios, reptiles y mamíferos están bien representados.

Entre las plantas que más abundan en la selva tropical se encuentran las epifitas, que crecen sobre otras plantas. Tienen sus propias raíces para absorber la humedad y los minerales, pero usan la otra planta para su desarrollo.

COMUNIDADES EN LOS ECOSISTEMAS ACUÁTICOS

Comunidades de agua dulce

Son aquellas que se desarrollan en ríos, arroyos, lagos y estanques. Se puede encontrar una variedad de plantas y animales en estas comunidades de agua dulce, como algas, cianobacterias, hongos y también una gran variedad de especies de peces.

Estuarios

En estas áreas, las corrientes o ríos de agua dulce se encuentran con el océano. Estas regiones altamente productivas contienen vida vegetal y animal muy diversa. Los estuarios son zonas de alimentación y reproducción para una variedad de animales, incluidas aves acuáticas, reptiles, mamíferos y anfibios.

Comunidades marinas

Los océanos cubren aproximadamente el 70 % de la superficie terrestre. Las comunidades marinas son difíciles de dividir en distintos tipos, pero se pueden clasificar según el grado de penetración de la luz.

  • Zona fótica: es la zona o área de luz desde la superficie del agua hasta las profundidades a las cuales la intensidad de la luz logra penetrar. La fotosíntesis ocurre en esta zona, por lo que en ella se desarrolla la gran mayoría de la vida marina.
  • Zona afótica: es un área que recibe poca o ninguna cantidad de luz solar. El ambiente en esta zona es extremadamente oscuro y frío. Los organismos que viven aquí a menudo son bioluminiscentes o extremófilos, capaces de vivir en ambientes extremos.

RELACIONES QUE SE ESTABLECEN EN LAS COMUNIDADES

En las comunidades las especies participan en interacciones bióticas directas e indirectas, como las de depredador-presa, herbivoría, parasitismo, competencia y mutualismo.

Depredación

Un depredador es un organismo que se come a otro. La presa es el organismo que es comido por el depredador.  Algunos ejemplos de depredadores y presas son:

  • Leones y cebras.
  • Osos y peces.
  • Zorros y conejos.
Las palabras “depredador y presa” por lo general se emplean para referirse a animales que se comen a otros animales.

Herbivoría

Es el consumo de material vegetal por los animales. Los herbívoros son los animales adaptados para comer plantas.

Adaptaciones a la herbivoría

Para reducir el daño causado por los herbívoros, las plantas han desarrollado ciertos mecanismos de defensa, como la presencia de espinas y sustancias químicas.

Parasitismo

En esta relación, un organismo llamado parásito consume nutrientes de otro organismo que se conoce como huésped. El resultado de esta interacción es la disminución de la aptitud del huésped.

Hay casos donde el parásito puede causar enfermedades en el organismo huésped y entonces pasa a llamarse organismo patógeno.

¿Sabías qué?
En la mayoría de las situaciones los parásitos no matan a sus anfitriones, pero existen los parasitoides, que difuminan la línea entre el parasitismo y la depredación.

Competencia

Es la interacción de individuos que compiten por un recurso común y que tienen un suministro limitado. El resultado generalmente tiene efectos negativos en los competidores más débiles.

La competencia puede ocurrir dentro de una especie o entre especies diferentes.

Mutualismo

Una relación mutualista se da cuando dos organismos de diferentes especies “trabajan juntos”, y cada uno se beneficia de esta relación.

Un ejemplo de una relación mutualista es la del picabueyes o garcita bueyera y el rinoceronte. El picabueyes aterriza en el rinoceronte y se alimenta de las garrapatas u otros parásitos que viven en su piel. El ave obtiene comida y el rinoceronte obtiene el control de plagas.

RECURSOS PARA DOCENTES

Video “Los individuos, las especies, las poblaciones y las comunidades”

Con este vídeo podrá conocer las características de los diferentes niveles de organización que exceden al individuo.

VER

Vídeo “Hábitat, población, comunidad, ecosistema y ecología”

Este recurso audiovisual le permitirá mostrar cómo es el hábitat de los diferentes animales y las interacciones que ocurren dentro del ecosistema.

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Artículo Cadenas Tróficas: ¿quién come a quién?

Con este recurso podrá adquirir conocimientos acerca de las cadenas y redes tróficas del ecosistema.

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CAPÍTULO 9 / REVISIÓN

Impacto ambiental y catástrofes naturales | ¿qué aprendimos?

IMPACTO SOBRE LA BIÓSFERA

La biósfera es el subsistema que sustenta la vida de la superficie de la Tierra, se extiende desde la atmósfera hasta las zonas más profundas del océano. La biósfera es un ecosistema global compuesto por organismos vivos (biota) y factores abióticos (no vivos). De todos los seres vivos que habitan en el planeta, el hombre, con su modo de vida, provoca que su impacto en la Tierra sea mayor que el causado por cualquier otra especie. Dentro de las actividades humanas que afectan la biósfera se encuentran: el uso de energías a base de carbón, las cuales aumentan los gases de efecto invernadero; la deforestación, la cual contribuye con eliminar a los pulmones naturales del planeta; y la quema de basura, que genera gases tóxicos para el ambiente.

El término “biósfera” fue utilizado por primera vez en 1875 por Eduard Suess.

IMPACTOS EN LA TRAMA TRÓFICA

Se conoce como red trófica a la interconexión natural entre las cadenas tróficas de un ecosistema determinado. Cada uno de los compartimentos por los que fluye la energía recibe el nombre de nivel trófico, y a su vez están conformados por las especies o los eslabones. Para que las relaciones entre los organismos que conforman cada una de las redes funcionen de manera adecuada debe existir un equilibrio. Entre las actividades que dañan las redes tróficas se encuentran: la deforestación, los incendios provocados, la minería, los vertidos industriales y la pesca indiscriminada. A largo plazo, todas ellas provocan la desaparición o disminución de varios eslabones, lo cual a su vez trae como consecuencia la desaparición de otras especies y por lo tanto un desequilibrio en los ecosistemas.

El concepto de red alimenticia tiene su origen en los escritos de Charles Darwin.

DESASTRES NATURALES E INDUCIDOS

Se define como desastre natural a la pérdida de vidas humanas o bienes materiales a causa de fenómenos naturales. En esta categoría se incluyen los terremotos, los cuales ocurren cuando la tierra libera energía acumulada y hace que el suelo tiemble, los huracanes, los tifones y los ciclones, mismo tipo de fenómeno meteorológico en el que una gran tormenta gira en círculos y supera los 118 km/h, los tsunamis, que se producen a causa de una erupción o un deslizamiento, las mangas de agua, fenómeno natural que ocurre en aguas tropicales, y las sequías e inundaciones. Por otro lado, los desastres inducidos son aquellos provocados por la acción del ser humano, como los incendios, la deforestación y la contaminación.

Los desastres naturales pueden causar serios daños, entre ellos, pérdidas de vidas.

MOVIMIENTOS DE MASAS TERRESTRES

Las placas tectónicas se encuentran en constante movimiento. Sus bordes son activos, por lo que es frecuente que se produzcan fenómenos como los sismos, terremotos, tsunamis y erupciones volcánicas. Estas últimas, además de provocar la pérdida de muchas vidas humanas, tienen impactos graves en el medio ambiente, por ejemplo: la lluvia de cenizas, que modifica las características del agua, el humo, que posee gases nocivos tanto para el ser humano como para los seres vivos, y la lluvia ácida, la cual destruye la capa vegetal. Ante estas catástrofes existen medidas que suponen una prevención y garantizaran la posibilidad de sobrevivir, entre ellas se encuentran: identificar lugares seguros dentro o fuera del hogar, utilizar ropa que proteja la piel, alejarse de postes o cualquier objeto que tenga electricidad y, la más importante de todas, mantener la calma.

Las consecuencias de los desastres naturales generalmente son catastróficas, pero en los países subdesarrollados recuperarse económicamente es más difícil que en los desarrollados.

TEMPERATURA AMBIENTAL

El efecto invernadero es un proceso natural que calienta la superficie de la Tierra gracias a la presencia de ciertos gases que se encuentran en la atmósfera, como el dióxido de carbono, el vapor de agua, el metano, el ozono y los clorofluorocarbonos. Sin embargo, la actividad humana ha intensificado este fenómeno y algunas de las consecuencias de ello son: aumento de la radiación solar, acidificación de los océanos y derretimiento de los polos. Por otro lado, el calentamiento global es el aumento de la temperatura media de la atmósfera terrestre y del agua del mar. Algunas de las consecuencias de este fenómeno son: el deshielo de los casquetes polares, la disminución de la superficie cubierta por nieve o por hielo y la muerte de muchas especies, entre otras.

Si los gases de efecto invernadero siguen aumentando, la temperatura de la Tierra también lo hará.

EVIDENCIAS DE DEGRADACIÓN DE LA CAPA DE OZONO

La capa de ozono es una capa profunda de la estratósfera que rodea la Tierra y protege todo nuestro planeta de gran parte de la radiación ultravioleta. A lo largo de los años, la capa de ozono se ha visto afectada por las actividades humanas. El agujero de la capa de ozono es una de las consecuencias de ello, es una zona donde la cantidad de ozono está reducida de manera anormal. Para evitar la continua degradación de la capa, se recomienda corroborar que los productos que se compran estén libres de compuestos dañinos, no utilizar productos que contengan sustancias que alteren la capa de ozono, como cloro y bromo y, sustituir los extintores que usen gashalón por aquellos elaborados a base de agua, gas carbónico, nitrógeno o argón.

El ozono es un gas de color azul conformado por tres átomos de oxígeno en cada una de sus moléculas.

CAPÍTULO 10 / TEMA 1

¿POR QUÉ ES IMPORTANTE LA BIODIVERSIDAD?

La biodiversidad le da vida a la Tierra, y cada extinción provoca un desequilibrio que a futuro afectará a en mayor o menor medida a todos los organismos que habitan el planeta. Los biólogos estiman que la extinción de especies se ha elevado entre 500 y 1.000 veces en comparación a la tasa natural.

La biodiversidad se define como el conjunto de elementos vivos del planeta.

RIQUEZA Y ABUNDANCIA

Para medir la biodiversidad, los ecólogos toman en cuenta tanto el número de especies como el número de individuos que conforman cada una, es decir, la riqueza y la abundancia.

Se conoce como riqueza al número de individuos que habitan en una determinada comunidad.

¿Qué comunidad es más rica?

La comunidad más rica es aquella que tenga un mayor número de especies, por ejemplo, si durante un estudio se encuentra que una comunidad específica tiene 30 especies pero otra tiene 300 especies, la segunda tendría una mayor riqueza.

Por otro lado, se define como abundancia al número de individuos de una especie. Por más sencilla que sea esta medición, siempre debe tomarse en cuenta ya que no todas las especies son igual de abundantes.

Especies raras vs. especies abundantes

Especies raras: son aquellas que tienen una distribución restringida (menor a 50.000 km2) o una baja abundancia (menor a 10.000 individuos).

 

Especies abundantes: son aquellas que pueden tener amplio rango de distribución y una abundancia superior a los 10.000 individuos.

IMPORTANCIA DE LA BIODIVERSIDAD

La importancia de la biodiversidad se puede resumir en dos aspectos principales:

1.- Es el fruto de millones de años de evolución, razón por la cual su valor es irreemplazable.

2.- Permite el correcto funcionamiento de la vida en conjunto con el ambiente.

La biodiversidad es esencial para la vida, tanto para los seres humanos como para cualquier otro grupo de organismos. Provee alimento, oxígeno, energía, combustible e incluso medicamentos. La pérdida de la biodiversidad se traduce en el desequilibrio y disminución de todos estos beneficios y en la destrucción de lo que la naturaleza ha elaborado por millones de años.

Importancia ecológica

  • Correcto funcionamiento de los ciclos biogeoquímicos.
  • Correcto funcionamiento de las redes tróficas.
  • Ciclaje de nutrientes.
  • Protección de los suelos y recursos hídricos.
  • Estabilización de las condiciones ambientales.
En el ciclo del nitrógeno participan bacterias que hacen posible la fijación de este elemento, sin ellas, las plantas no podrían procesarlo.

Importancia económica

  • Fuente de alimento.
  • Elaboración de alimentos a base de algunos microorganismos, como por ejemplo las levaduras.
  • Atractivo turístico.
  • Elaboración de medicamentos y productos cosméticos.
  • Elaboración de combustibles.
  • Biorremediación.
¿Sabías qué?
Saccharomyces cerevisiae es una especie de hongo microscópicos de tipo levadura que se utiliza para la elaboración de pan, cerveza y vino.

CAUSAS Y CONSECUENCIAS DE LA PERDIDA DE BIODIVERSIDAD

Causas

  • La sobreexplotación de los ecosistemas, es decir, el uso descontrolado de los recursos naturales.
  • El uso de combustibles fósiles, los que a su vez incrementan los gases de efecto invernadero y contribuyen con el calentamiento global.
  • Transformación de los ecosistemas para la agricultura y ganadería, esto conlleva a la pérdida de hábitats.
  • La contaminación acuática, terrestre, aérea e incluso acústica de los ecosistemas.
  • La introducción de especies invasoras, las cuales desplazan a las especies nativas.
  • Los efectos del cambio climático, como por ejemplo, el aumento del nivel del mar.
¿Qué ocurre si aumenta el nivel del mar?

El aumento del nivel del mar se debe al derretimiento de los polos a causa del calentamiento global. Esto trae como consecuencia principal la entrada de una mayor cantidad de agua dulce al mar.

Consecuencias

  • La extinción de las especies, lo que trae serías consecuencias en los ecosistemas. Al desaparecer una especie se pierden con ella las funciones que cumplía, lo que a su vez desencadenaría la extinción de otras especies.
  • El desequilibrio provocado por la desaparición de ciertas especies podría generar la propagación de otras especies, incluso de plagas.
  • La desaparición de especies vegetales disminuye la purificación del aire.
  • El deterioro de la variabilidad genética.

SOLUCIONES PARA CONSERVAR LA BIODIVERSIDAD

  • No contribuir con el tráfico de fauna silvestre. Evitar comprar animales silvestres, por ejemplo, loros, guacamayos o monos, entre otros.
  • No extraer plantas de sus áreas naturales. Las plantas también pueden convertirse en especies invasoras y eliminar las nativas.
  • No liberar animales domésticos en zonas silvestres. Si sobreviven y tienen una alta capacidad competitiva, desplazarán a las especies nativas.
  • Nunca tocar los nidos de animales silvestres ni sus crías, esto puede llevar al abandono por los padres.
  • Evitar hacer fogatas en zonas naturales, un descuido provocaría un incendio.
  • Manejar con precaución en zonas naturales para evitar atropellar a algún ser vivo.
  • Comprar productos amigables con el ambiente, de empresas que desarrollen prácticas sustentables.

MATERIAL PARA EL DOCENTE

Artículo “Ecosistemas”

El siguiente artículo contiene información sobre los componentes de los ecosistemas.

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“Animales en extinción”

En este artículo encontrará las causas que provocan la extinción de especies, así como información sobre varios animales en peligro.

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Individuos, poblaciones y comunidades

La ecología estudia la relación que existe entre los organismos y su ambiente. Debido a la inmensidad de interacciones, así como a la gran diversidad que posee el planeta, el estudio de la ecología se puede dividir en distintos niveles: individuos, poblaciones, comunidades y ecosistemas.

Individuos Poblaciones Comunidades
Definición Es un organismo, unicelular o pluricelular, que vive en un determinado ambiente y es capaz de subsistir por sí mismo. Es un conjunto de individuos de la misma especie que habita en un lugar determinado. Es el conjunto de todas las poblaciones que habitan en un lugar y tiempo determinado.
¿Cómo estudiarlos? A través de la relación entre el individuo y los factores abióticos. A través del conocimiento de la natalidad, mortalidad, inmigración y emigración de cada población. A través del estudio de la riqueza, diversidad y dominancia de las comunidades.
Ejemplos

 

Dinámica de la población

Los cambios que sufre una población biológica son estudiados por una rama de la ecología conocida como ecología de las poblaciones o ecología demográfica. En la cual se estudian las características de la población en cuanto a su tamaño y variación del número de individuos a través del tiempo.

¿Qué es la dinámica de la población?

La dinámica de una población se refiere al estudio que se realiza de una población biológica, específicamente en la manera como ésta varía a lo largo del tiempo.

Una población es el conjunto de individuos de la misma especie que ocupan un determinado lugar en un momento dado.

El número de individuos en una población es variable en algunos períodos de tiempo, sin embargo, las poblaciones en general suelen mantenerse relativamente “estables” con el paso de los años. Por esta razón, en trabajos relacionados con la ecología, se suele estudiar a la organización población y no al individuo.

Diversos factores inciden en el tamaño de una población como lo son la natalidad, mortalidad y migración.
Diversos factores inciden en el tamaño de una población como lo son la natalidad, mortalidad y migración.

Dinámica poblacional y matemática

La mayor parte del esfuerzo de la ecología demográfica se encuentra orientado a establecer modelos matemáticos que permitan conocer la dinámica de las poblaciones estudiadas a través de la observación y del trabajo experimental.

La expresión dN/dt = rN[(K-N)/K] describe al modelo logístico, en el cual una población varía su tamaño en función del tamaño de la población.
La expresión dN/dt = rN[(K-N)/K] describe al modelo logístico, en el cual una población varía su tamaño en función del tamaño de la población.

Crecimiento poblacional

Se define como el aumento o disminución del número total de individuos de una población. Cada población tiene una tasa de nacimiento que es el número de individuos que nacen por unidad de tiempo y de población, también posee una tasa de mortalidad que es el número de defunciones por unidad de tiempo y una tasa de crecimiento. Los nacimientos constituyen el principal agente de crecimiento de una población mientras que las muertes son su principal agente de descenso.

Cuanto la tasa de nacimiento es mayor a la de mortalidad, la población crece. Si ocurre lo contrario, la población decrece.

Factores que regulan el crecimiento de la población

Natalidad

Es la relación entre la cantidad de individuos que nacen por una unidad de tiempo y el tamaño de la población. El resultado de dicho cociente se conoce como tasa de natalidad. No todas las poblaciones tienen los mismos patrones de reproducción, por lo cual algunas se reproducen constantemente mientras que otras lo hacen en una época determinada.

Existen una serie de factores como los predadores, el clima, la disponibilidad de alimento y agua, que podrían afectar la natalidad.

Mortalidad

Se refiere a la cantidad de individuos que mueren en un período de tiempo dado. Es importante señalar que muchos individuos mueren antes de dejar descendencia, por lo cual, para estimar la mortalidad real se deben considerar aquellos factores que afecten a la población, como una catástrofe natural (erupción volcánica, incendios forestales, inundaciones).

Migración

Involucra a todos aquellos procesos relacionados con movimientos de toda la población o de una porción de ésta desde un ecosistema a otro en un momento determinado. Generalmente, las migraciones ocurren en relación a las estaciones del año (primavera, verano, otoño e inverno). Las migraciones pueden ser de dos tipos: inmigraciones o emigraciones. El movimiento de organismos cuando ocurre la llegada de individuos de la misma especie a la población se denomina inmigración. Cuando ocurre la salida de organismos de la población a otro lugar se denomina emigración.

El tamaño de la población aumenta con las inmigraciones y disminuye con las emigraciones.
El tamaño de la población aumenta con las inmigraciones y disminuye con las emigraciones.

Distribución de la población

La forma en la que los miembros de una población se ubican en el espacio puede ser variable. Existen tres tipos de distribución en las poblaciones:

Distribución al azar: los individuos se distribuyen irregularmente cuando el medio es homogéneo y los recursos son disponibles de forma regular en toda el área.

Distribución uniforme: los organismos de la población se encuentran distribuidos de forma más o menos regular. Se puede observar en los casos donde la dispersión de recursos es escasa.

Distribución aglomerada: se produce debido a la dispersión heterogénea de recursos en el medio y a la tendencia social de algunas especies para vivir en grupos. Es la forma de distribución de población más frecuente en la naturaleza.


La población de cebras sigue una distribución aglomerada.

Importancia de la Dinámica poblacional

La dinámica poblacional además de ser aplicada en la ecología poblacional, es usada por otras disciplinas como la biología matemática. Su conocimiento permite una mejor gestión de los recursos biológicos en actividades como la pesquería y en la evaluación de las consecuencias de la acción humana en el medioambiente. También es importante para el campo de la investigación en la medicina, específicamente en las poblaciones celulares.

Genética de poblaciones

La genética es la disciplina de la biología que se encarga del estudio de la herencia, es decir, de la manera en que los padres pasan los genes a los hijos. La genética a su vez está dividida en diversas ramas, una de ellas es la genética de poblaciones.

¿Qué es la genética de poblaciones?

La genética de poblaciones es el estudio de la variación genética que existe dentro de las poblaciones, es decir, en los grupos de organismos que pertenecen a la misma especie.

La genética de poblaciones implica el examen y modelación de los cambios en las frecuencias de genes y alelos en las poblaciones en el espacio y tiempo.

La colección de todos los genes encontrados dentro de una población se conoce como pool genético o acervo genético y contabiliza todos los alelos únicos que tienen los miembros de cualquier población. Cada miembro de la población recibe sus genes de otros miembros (los padres) y los pasa a la siguiente generación (la descendencia). La genética de poblaciones estudia la variación de esos genes y cómo dicha variación pasa y cambia de generación en generación.

Existen varios factores que influyen en la diversidad genética dentro de las poblaciones, algunos de ellos son: el tamaño de la población, la mutación, la deriva genética, la selección natural, la diversidad ambiental, la migración y los patrones de apareamiento no aleatorios.

Procesos que intervienen en la genética de poblaciones

Existen muchos científicos que han abarcado el tema de la genética de poblaciones a lo largo del tiempo, dos de ellos son: G.H. Hardy y W. Weinberg, quienes en 1908 propusieron uno de los más simples y más importantes modelos en la genética de poblaciones.

El modelo de Hardy–Weinberg describe y predice el equilibrio en las frecuencias de alelos y genotipos de las poblaciones libremente cruzadas, y asume que las poblaciones son grandes, que no existe deriva genética ni selección natural, ni el flujo genético entre las poblaciones cercanas, sin embargo, todos estos factores influyen en la variabilidad poblacional de la siguiente manera:

Mutaciones

Las mutaciones son la fuente máxima de variación genética dentro de las poblaciones, ya que evitan que estas se vuelvan genéticamente homogéneas.

Las mutaciones permiten a la larga la adaptación de los seres vivos.

 

Las mutaciones son cambios que se producen en la secuencia genética de las especies, por lo tanto son una de las principales causas de diversidad biológica. Estos cambios pueden ocurrir en diversos puntos de los cromosomas y tienen consecuencias muy diversas, algunas positivas, y otras pueden traer consigo daños graves para los individuos.

En las poblaciones, para que las mutaciones puedan pasarse de generación en generación, deben ocurrir en las células germinales (gametos) y afectar el material hereditario, esta última es la que genera la diversidad entre las especies.

Charles Darwin

fue naturalista inglés que estudió la variación en plantas y animales durante un durante más de 30 años. En base a esto, en 1858 propuso su teoría de la evolución por selección natural.

Deriva genética

La deriva genética es el cambio en las frecuencias alélicas que se produce como resultado de las fluctuaciones aleatorias en la transferencia de alelo de una generación a otra, especialmente en las poblaciones pequeñas como resultado de condiciones ambientales o de separación por barreras geográficas.

Una de las consecuencias o resultados directos de la deriva genética es el aumento en la separación entre poblaciones. Si dos poblaciones de una especie se vuelven genéticamente muy distintas, ya no podrán reproducirse y se consideran nuevas especies, esto es lo que se conoce como especiación y la deriva genética lo influencia.

Las barreras geográficas contribuyen en la especiación.

Flujo genético

Se conoce como flujo genético al intercambio de genes entre dos poblaciones separadas. Esto se logra con mayor frecuencia cuando los organismos pertenecientes a las poblaciones migran a nuevas áreas, o cuando las esporas de plantas viajan por acción del viento. Cada vez que un gen se introduce en una población donde no existía, se ha producido el flujo genético.

Las migraciones son las responsables de los cambios en las frecuencias de los alelo, la migración resulta en la adición de nuevas varias genéticas al grupo de genes establecidos de una especie o población en particular.

Las migraciones son las principales responsables del flujo genético.

Existe una serie de factores que afectan el flujo genético entre las diferentes poblaciones, uno de los más significativos es: la movilidad, mientras mayor movilidad, mayor potencial migratorio tendrá un individuo. Los animales tienden a ser más móviles que las plantas, sin embargo, el polen y las semillas pueden ser transportadas a grandes distancias por acción de los animales o a causa del viento.

Selección natural

La selección natural es el mecanismo mediante el cual las poblaciones se adaptan y evolucionan a lo largo del tiempo. En esencia, los organismos individuales que resultan más adecuados para un medio ambiente sobreviven y se reproducen con más éxito y producen muchos descendientes igualmente bien adaptados, mientras que aquellos no adaptados o beneficiados, con el tiempo tienden a desaparecer. Después de numerosos ciclos de cría, los mejor adaptados dominan.

La naturaleza ha filtrado a individuos inadecuados y ha permitido a las poblaciones evolucionar.
¿Sabías qué...?
La variación genética es el mecanismo evolutivo que nos hace únicos, ya sea en términos de color de cabello, color de piel e incluso la forma de nuestro rostro. La variación genética hace referencia a los cambios en las secuencias del ADN.