Estructura del Ecosistema: ecología y factores abióticos en Biología

LA ECOLOGÍA

La ecología es la ciencia que estudia las relaciones entre los seres vivos y el lugar donde viven, es decir, su medio ambiente. Este estudio tiene en cuenta los aspectos de materia, energía y organización. El término ecología, propuesto por el biólogo Ernst Häckel en 1869, deriva de las palabras griegas oikos (casa o lugar) y logos (ciencia). La biocenosis es el conjunto de todas las poblaciones que viven en un mismo lugar. Una población es el conjunto de individuos de la misma especie que viven en un determinado lugar y en un determinado momento. Las relaciones que se establecen entre todos los individuos, tanto si son de una misma población como si son de poblaciones diferentes, se llaman factores ambientales bióticos. El biotopo es el conjunto formado por el medio, el sustrato y los factores ambientales abióticos que afectan a los seres vivos. El conjunto de biocenosis y biotopo se llama ecosistema.

EL BIOTOPO

El biotopo es la parte abiótica de los ecosistemas. Está formado por el medio que envuelve a los organismos, el sustrato sobre el que viven o se desplazan y por los factores ambientales físico- químicos que les afectan.

Medio

Medio: conjunto de sustancias fluidas que envuelven a los seres vivos del ecosistema. En la biosfera existen dos medios, el medio aéreo y el medio acuático.

• Medio acuático Neuston(comunidad que vive asociada a la película superficial del agua). Plancton (conjunto de seres vivos pequeños que flotan a la deriva cerca de la superficie). Necton (conjunto de animales nadadores, como los peces). Bentos (conjunto de seres vivos que habitan sobre el fondo marino o lacustre).
• Medio aéreo.

Sustrato

Sustrato: es el conjunto de sustancias o seres vivos sobre los que se desplazan o se fijan los organismos. Son sustratos: El suelo: está formado por diversas capas, que se llaman horizontes. El agua. Otros seres vivos.

LOS FACTORES ABIÓTICOS Y LAS ADAPTACIONES

Los factores ambientales abióticos son las variables fisicoquímicas que influyen en la vida de los organismos. Según los límites de tolerancia (límites máximos y mínimos de los factores ambientales que toleran los organismos), los organismos se clasifican en: Eurioicos: organismos que tienen el margen de tolerancia muy amplio. Estenoicos: organismos que tienen el margen de tolerancia muy estrecho. Podemos distinguir diversos factores ambientales:

Temperatura

La vida activa es posible entre unos cuantos grados bajo cero y unos +50 ℃. Si ultrapasan estos límites, los organismos pueden morir por congelación (debido a la destrucción de tejidos causada por los cristales de hielo que se forman) o por desnaturalización de las proteínas. Las plantas resisten mejor que los animales las temperaturas extremas. Según la capacidad para regular la temperatura interna, los organismos se clasifican en: Homeotermos: son los organismos que pueden regular su temperatura interna, en este proceso gastan una parte de la energía que liberan su metabolismo Poiquilotermos: son los organismos que no pueden regular su temperatura interna, por tanto, dependen de la temperatura ambiental, no gastan energía para regular su temperatura interna cuando la temperatura del exterior desciende, su metabolismo se ralentiza, disminuye su actividad, su crecimiento es más lento

Luz

La luz condiciona la proliferación y distribución de organismos fotosintéticos y determinan movimientos de orientación hacia la luz llamados fototropismos. Según las necesidades de luz, podemos clasificar las plantas en: Heliofilas: plantas que necesitan mucha cantidad de luz. Esciófilas: plantas que viven en la sombra. La luz provoca una estratificación de los organismos fotosintéticos acuáticos. En el mar se distingue una zona superficial iluminada hasta los 100 o 200 metros de profundidad, llamada zona fótica. En esta zona se encuentran los organismos que forman el fitoplancton. Por debajo de la zona fótica se encuentra la zona afótica, que apenas tiene luz ni seres fotosintéticos.Los animales también presentan adaptaciones a la luz, la más importante es la visión. La coloración de los animales está estrechamente relacionada con la capacidad de percibir imágenes: Coloración criptica: algunos organismos cambian de color según el medio donde se encuentren. Coloración aposemática: la poseen aquellos animales con coloraciones muy vistosas para avisar que suponen un peligro (son venenosos o van "armados"). Coloración mimética: algunos animales tienen coloraciones vistosas pero no suponen un peligro. Algunos animales que viven en zonas oscuras han desarrollado la capacidad de producir luz, llamada bioluminiscencia. Otro aspecto relacionado con la luz es el fotoperiodo, es decir, la realización de determinados procesos según la duración del día y la noche. El fotoperiodo diario influye en la actividad de los organismos, que pueden ser diurnos, nocturnos y crepusculares. Si el fotoperiodo es anual determina el momento de la migración, la muda, la floración, etc.

Humedad

Del aire: es el vapor de agua que hay en el aire atmosférico. Absoluta: es la cantidad total de vapor de agua que hay en el aire, y se expresa en g/m3 Relativa: es la relación entre la humedad absoluta y la máxima humedad posible en las mismas condiciones de presión y temperatura. En los animales las adaptaciones más importantes para evitar la deshidratación son:

• Tener un tegumento impermeable.
• Tener estructuras que retienen el aire y mantienen una microatmósfera húmeda.
• Producir secreciones mucosas que mantienen la piel húmeda.
• Tener el aparato respiratorio en el interior del cuerpo. Tener fecundación interna y desarrollo embrionario.
• Adaptar el ciclo biológico en la estación seca.
• Ser capaz de beber agua del mar.
• Adquirir hábitos especiales.

En los vegetales, las adaptaciones más importantes para evitar la deshidratación son:

• Tener raíces muy largas.
• Poseer hojas con epidermis muy cutinizadas y con pocos estomas.
• Tener abundante pilosidad capaz de retener aire y mantener una microatmósfera húmeda.
• Poseer tallos y hojas suculentas donde se almacena una gran cantidad de agua de reserva.
• Hacer la fecundación a través del polen.
• Formar semillas.

Según las necesidades hídricas se distinguen los tipos de plantas siguientes: Hidrofitas: son plantas acuáticas. Higrófitas: son plantas de zonas muy húmedas. Xerófitas: son plantas de zonas secas. Mesófitas: son plantas que pueden vivir en humedades muy diferentes.

Presión

Atmosférica: es la fuerza por unidad de superficie que ejerce el peso del aire. Hidrostática: es la fuerza por unidad de superficie que ejerce el agua. En los animales que viven en condiciones de baja presión, como las llamas de los Andes, muchos pájaros o los animales acuáticos de ríos y lagos de alta montaña, hay adaptaciones como por ejemplo, la presencia de hemoglobinas especiales con más afinidad por el oxígeno. Los peces que viven por debajo de 5.000 metros de profundidad suelen ser peces planos y sin cavidades internas llenas de gases (vejigas natatorias) para evitar el inflamiento repentino cuando suben.

Salinidad

Salinidad: es la concentración de sales minerales disueltas. El agua del mar tiene una salinidad media de unos 35 g/L, el agua dulce de unos 0,5 g/L, y en lagos muy salados, como las lagunas litorales, se puede llegar a 200 g/L. Ósmosis: es el paso de sustancias entre dos disoluciones de diferente concentración que están separadas por una membrana semipermeable. En general, el medio interno de los organismos es menos salado que el agua del mar y más salado que el agua dulce. Según las adaptaciones para evitar la ósmosis, los organismos se clasifican en:

• Poiquilosmótico: organismos que no pueden evitar la ósmosis (algas y muchos invertebrados).
• Homeosmóticos: organismos que presentan adaptaciones para evitar la ósmosis (vertebrados).

El pH

El valor de pH en el medio depende de la composición de los elementos que forman el suelo y de las sustancias que el agua contiene en disolución. Los seres vivos necesitan pH normalmente básicos para vivir. La mayor parte de organismos mueren a pH bajos (de 1,8 a 5), pero estos valores no se dan normalmente en la naturaleza.

Las corrientes del medio

Las corrientes del medio son los movimientos internos que tienen los fluidos: agua y aire. Las corrientes provocan adaptaciones en los seres vivos e influyen en su distribución espacial. Las corrientes aéreas son aprovechadas por los pájaros, algunos insectos y plantas. Las principales adaptaciones a zonas de vientos fuertes son los recortes de las alas de algunos insectos, el pequeño tamaño de algunas plantas, crecer a ras de suelo o anidar en el suelo. Las corrientes marinas provocan adaptaciones como la adhesión al sustrato, excavaciones en las rocas, esconderse en las grietas, etc. Las corrientes marinas pueden provocar la fertilización del agua y la proliferación de plancton, formándose zonas de intensa pesca.

LA BIOCENOSIS

La biocenosis o comunidad es la parte biótica del ecosistema. Está integrada por las poblaciones de las diferentes especies que viven relacionadas en el mismo biotopo. El conjunto de individuos de la misma especie que viven en un lugar determinado se llama población. Las relaciones entre los organismos de una biocenosis se llaman relaciones bióticas y se pueden clasificar en dos grupos: relaciones intraespecíficas y relaciones interespecíficas.

Relaciones intraespecíficas

Relaciones intraespecíficas: son las relaciones bióticas que se establecen entre los organismos de la misma especie.

Clasificación según la duración

• Temporales
• Perennes

Clasificación según el resultado de la relación

A. Beneficiosas o de cooperación (de ayuda mutua para conseguir alimentos, en la defensa ante los depredadores, el apareamiento ... ) Estos tipos de relaciones dan lugar a las asociaciones intraespecíficas con efecto de grupo (ventajas de la vida en grupo): Asociaciones familiares:

• Familia parental (formada por los progenitores y los hijos).
• Familia matriarcal (formada por la hembra y los hijos).
• Familia filial (formada sólo por los hijos). Asociaciones coloniales (formada por los individuos originados por reproducción asexual de un progenitor común) corales ... Asociaciones gregarias (constituidas por conjuntos de individuo s que viven en común durante un periodo de tiempo para ayudarse mutuamente). Golondrinas, renos ... Asociaciones estatales (constituidas por un grupo de individuos jerarquizados entre sí y, a menudo, diferenciados anatómica y fisiológicamente) hormigas, abejas ...

B. Perjudiciales o de competencia (de rivalidad por los alimentos, el espacio, la luz, etc ... ) Este tipo de relaciones dan lugar a la territorialidad debido al efecto masa (densidad poblacional excesiva).

Relaciones interespecíficas

Relaciones interespecíficas: son relaciones bióticas que se establecen en una comunidad entre individuos de especies diferentes. Tipos de relaciones interespecíficas: · Competencia interespecífica (-,-) dos especies comparten recursos limitados, consecuencia disminuye su crecimiento y capacidad reproductora. Pudiendo una eliminar a otra o coexistir. Dos tipos:

• por interferencia (se da cuando la actividad de un individuo limita el acceso del competidor al recurso común).
• por explotación (cuando diversas especies tienen acceso a la vez a un mismo recurso).

· Depredación (depredador: +; presa: - ) un organismo vivo (presa) es matado y consumido por otro (predador). Dos tipos:

• Predadores verdaderos: animales y plantas carnívoros.
• Organismos Herbívoros que consumen partes de plantas, no es letal a corto plazo pero sí a largo plazo

· Parasitismo (parásito: +; hospedador: - ) se produce cuando un organismo (parásito) se asocia con otro (hospedador) provocándole daño, sin causar la muerte. Dos tipos: