Tema 04. Ecología I - Componentes de los ecosistemas

Un ecosistema es un sistema formado por un conjunto de organismos de distintas especies o biocenosis, el medio en el que viven con sus características fisicoquímicas o biotopo y relaciones que establecen entre ellos.

• El biotopo es el medio donde se desarrollan los seres vivos y sus condiciones fisicoquímicas tales como la temperatura, humedad, luminosidad, etc.
• La biocenosis es la comunidad de seres vivos, es decir el conjunto de organismos que viven en un área determinada y que comparten por tanto el biotopo. Está formada por un conjunto de diferentes poblaciones que viven en el mismo ecosistema.

Las reacciones ecológicas que se producen entre los distintos seres vivos también forman parte del ecosistema.

Hábitat y nicho ecológico:

El hábitat de un organismo es el lugar en el que vive, el área física en el que podremos encontrarlo, mientras que el nicho ecológico es el papel que el organismo desempeñan en su ecosistema, y que puede ir más allá del de depredador o presa y hacer referencia a qué hace en el mismo (polinizador, escavar galerías, nidificar, etc).

El caso del nicho ecológico no hay un espacio físico definido. Además se da la circunstancia de que un organismo puede aparecer en diferentes hábitats y tener nichos ecológicos distintos. Por ejemplo en una lagartija en una zona puede ser la presa dominante (sobre los insectos e invertebrados) y en otra ser el depredador principal. Igualmente a lo largo del tiempo los nichos ecológicos para una población pueden cambiar, por ejemplo por las migraciones.

Un ejemplo claro para diferenciar entre hábitat y nicho ecológico es las especies que viven en el mismo hábitat. Por ejemplo cebras y ñúes viven en el mismo hábitat pero también lo hacen los leones, la diferencia en su nicho ecológico es evidente. Las dos primeras son herbívoras y además se alimentan de diferentes especies de vegetales, mientras que los leones son claramente los depredadores dominantes del ecosistema.

Un buen documental y lo tenéis claro enseguida

Factores ambientales

Son todos los componentes del ecosistema cuya presencia o variación influye en los organismos de la biocenosis. Eso significa que pueden ser tanto factores biológicos como no biológicos.

Dentro de los factores no biológicos encontramos las condiciones de humedad, luz, temperatura y salinidad en agua entre otros, y los factores biológicos son sencillamente los demás seres vivos que hay en el mismo ecosistema y las relaciones que se establecen entre ellos.

Factores limitantes y límites de tolerancia

Para un determinado factor ambiental cada especie presenta una zona óptima, aquella en la que más rápido se reproduce y mayor es su supervivencia a lo largo del tiempo. Algunas especies prosperan mejor en determinados ambientes mientras que otras no lo van a hacer igual de bien, por lo tanto cada especie tiene su factor limitante. Si el valor de ese factor cambia (subiendo o bajando) en relación con la zona óptima, el organismo se verá limitado en su capacidad para reproducirse o sobrevivir en esa zona.

Sí supera un determinado valor, el límite de tolerancia, la supervivencia sería ya imposible.

Valencia ecológica

Se denomina así al intervalo de tolerancia que presenta una especie respecto a un factor ambiental concreto que actúa como limitante para su supervivencia.

Existen especies con valencia ecológica baja, llamadas estenoicas. Para ellas su intervalo de tolerancia es muy bajo ya que son especies especialistas muy adaptadas al medio concreto en el que viven y que no toleran grandes cambios en el mismo.

Otras especies tienen valores de valencia ecológica elevada, son las llamadas eurioicas, es decir con intervalos de tolerancia muy amplios para ese factor. Son especies generalistas capaces de tolerar todas estas variaciones y sobrevivir en un mayor número de hábitats. Un ejemplo son las ratas y las cucarachas, que aparecen prácticamente en cualquier sitio.

Factores abióticos

Son los factores no biológicos del ecosistema y evidentemente no son iguales en todos los medios puesto que cada ecosistema es diferente.

Factores abióticos en el medio terrestre

Los factores más influyentes son la temperatura, la humedad y disponibilidad de agua, la luminosidad y tipo de suelo

• Temperatura: La temperatura del ecosistema depende de la latitud y la altitud en la que se encuentra, con variaciones en cuanto las estaciones y oscilaciones mayores o menores entre el día y la noche. La mayoría de los seres vivos no toleran temperaturas por debajo de los -2ºC ni por encima de los 45ºC. 

• Los animales endotermos son aquellos que genera su propia temperatura. En este grupo incluimos a los mamíferos y a las aves. Los cuales tienen diferentes adaptaciones para soportar temperaturas muy bajas o muy altas tales como la presencia de capas de grasa o plumas adaptadas para soportar el frío o bien por la sudoración para refrescarse,    o las migraciones para evitar las pocas más cálidas o mas frías.
• Los animales ectotermos también conocidos como de sangre fría son los anfibios y reptiles y su temperatura corporal depende del medio externo, por lo tanto necesitan el calor del sol para poder realizar sus actividades. Cuando la temperatura es muy baja estas especie suelen hibernar o migrar y cuando la temperatura es muy alta suelen entrar en un periodo de estivación o descanso en zonas frescas.

• También las plantas tienen adaptaciones para el temperatura, así las plantas de hoja caduca las van a perder durante el invierno para evitar la congelación mientras que las plantas de hoja perenne presentan hojas finas y también resinas para evitar su congelación.

• La humedad y la disponibilidad de agua:Todos los seres vivos dependen del agua. La humedad es la cantidad de agua que contiene el aire y es un factor esencial puesto que los seres vivos se enfrentan continuamente a la pérdida de agua por evaporación, por sudoración, etcétera.
• Los animales terrestres toman el agua del medio mediante la comida y la bebida y concentran la orina todo lo posible para evitar la pérdida de líquido. Los más dependientes del agua son los anfibios, que mantienen el cuerpo siempre húmedo y pone los huevos en el agua. En algunos casos, cuando viene la época seca, algunas especies  de sapos son capaces de generar una espuma y enterrarse durante todo el verano, evitando así la desecación. Otros anfibios evitan la pérdida de los huevos por falta de agua llevándolos a la espalda, entre las patas traseras e incluso en el estómago.
• Las plantas han desarrollado adaptaciones contra la sequía, tales como raíces muy extensas y profundas para alcanzar más agua o recubrir sus hojas de sustancias impermeables o transformadas en espinas. Otras almacenan agua en reservorios internos.

• Luminosidad: La luz influye sobre todo para las plantas pero también los animales se ven afectados por el fotoperiodo, adaptando su ciclo de vida (hibernación, celo..etc) según la duración de los días les indique que se acerca una época concreta del año.
• Intensidad lumínica: Según las condiciones de luz nos encontramos con adaptaciones como en el caso de hojas grandes y de color verde intenso para las plantas que viven en los estratos más bajos y sombríos de la selva algunos animales nocturnos han desarrollado una gran capacidad de visión con ojos de gran tamaño como los búhos otros son capaces de orientarse mediante ultrasonidos como los murciélagos algunos que viven en completa oscuridad como los topos son directamente ciegos habiendo desarrollado otros órganos para orientarse
• Fotoperiodo: Regula procesos como los ciclos reproductores de hibernación etcétera en animales y plantas. Normalmente el fotoperiodo induce algunos animales migración o hibernación, pero siempre junto con la temperatura

• Tipos de suelo: Los organismos más vinculados al suelo son las plantas y depende de sus características para desarrollarse adecuadamente. Entre ellas destacamos la textura cantidad de aire y agua que hay en el suelo composición química etcétera. Muchas plantas presentan adaptaciones para adaptarse a las condiciones extremas de los suelos.
• Plantas que viven en suelos arenosos como las dunas tienen raíces en forma de red para aumentar su sujeción.
• Las plantas que viven los medios muy salinos se denominan halófitas y y tienes la capacidad de acumular sal en su savia de manera que se favorece la absorción de agua.
• Las plantas que viven en medios encharcado se denominan hidrofilas y desarrollan tejidos esponjosos para favorecer la circulación de aire por toda la planta.
• Algunas plantas especializadas sobre vivir en suelos con un pH específico, por ejemplo hay pinos propios de pH ácidos y otras especies de pH básicos.

Factores abioticos en el medio acuatico

Los factores abioticos mas influyentes en el medio acuático son la salinidad, la luz, la presión hidrostática, la viscosidad, la densidad y la temperatura del agua.

• Salinidad: Por término medio en la concentración del agua del mar es de 35 gramos por litro de sal mientras que los ríos la concentración es de 0,5 gramos por litro.
• La mayoría de los organismos acuáticos se han adaptado al agua salada o al agua dulce, no pudiendo cambiar de tipo de agua. Sin embargo unas pocas especies son capaces de cambiar de medio. Aunque ocasionalmente ese cambio puede suponer que algunas especies pueden vivir en ambos aunque sea poco tiempo, lo habitual es que esos cambios se produzcan en el ciclo reproductor. Este es el caso de los salmones, que nacen en los ríos pero se desarrollan en el mar y, cuando son adultos, vuelven a morir durante la freza en el río en el que nacieron. Lo mismo pero al revés ocurre con las anguilas que nacen en el mar de los Sargazos, nadan hasta los ríos de Europa o América según la especie y allí se quedan durante años, hasta que se convierten en anguilas totalmente adultas, momento en el que vuelven al mar de los Sargazos a reproducirse y morir.

• Por otro lado las zonas intermedias con aguas salobres cerca de las costas, como salinas  o marismas, aparecen flora y fauna muy adaptadas a esas condiciones específicas.

• La luminosidad: En la columna de agua la luz al atender a disminuir conforme nos sumergimos a mayor profundidad desapareciendo totalmente a partir de los 200 metros. Por ello diferenciamos dos zonas: la denominada zona fótica, donde aparecen abundantes plantas acuáticas y fitoplancton fotosintético, y la zona afótica, donde no existe luz y por lo tanto no existe capacidad de fotosíntesis. A partir de esa zona encontramos la zona abisal, con especies que presentan grandes bocas, señuelos bioluminiscentes así como otras adaptaciones específicas a la oscuridad.

            

• Presión hidrostática: En el medio acuático la presión ejercida por la columna de agua sobre la superficie de los seres vivos que lo habitan se denomina presión hidrostática y es mayor que la presión atmosférica. Para compensarla muchos peces poseen vejiga natatoria, una cavidad que pueden llenar o vaciar de aire para adaptarse a las diferentes presiones según suban o bajen en la columna de agua. Otros organismos han desarrollado la forma aplanada que les permite soportar mayor presión.

• Densidad y viscosidad. La densidad es la responsable de la flotabilidad de los seres vivos. Debido a ella estos apenas necesitan estructuras rígidas o duras en el cuerpo. Por el mismo motivo hay animales de gran tamaño como ballenas que no soportaría en su peso en tierra.
• La viscosidad en el medio acuático es muy elevada lo que ha permitido que otros organismos quedan suspendidos en el medio (ej medusas) y dificulta también su desplazamiento. Para poder vencer esta viscosidad los organismos presentan formas hidrodinamicas, musculatura potente o mecanismos de propulsión.

• Temperatura: El agua presenta una alta capacidad calorífica, lo que implica que la temperatura es mucho más estable en el medio acuático que en el terrestre. De ello va a depender la cantidad de oxígeno disuelto en agua así como las corrientes marinas. Así la diferencia de temperatura que se genera entre las corrientes cálidas superiores (por el calor solar) y las frías delas profundidades, producen corrientes que distribuyen los nutrientes y el oxígeno a los organismos mares y océanos.

Factores bioticos

Son los seres vivos del ecosistema así como las relaciones que existen entre ellos.

• Las poblaciones: Una población es el conjunto de individuos dela misma especie que habitan en un lugar y un momento determinados.
• El efecto de una población en un ecosistema y el desarrollo de la misma a lo largo del tiempo vendrá determinada por una serie de características tales como el tamaño de la población; es decir el número total de individuos que la componen. Ese tamaño dependerá de las tasas de natalidad y mortalidad así como las de inmigración y emigración de la población a otras adyacentes.
• La densidad de la población es el número que hay de individuos en una unidad concreta de superficie o de volumen en los medios acuáticos.
• Otros factores como la distribución espacial de la población pueden ser al azar, uniforme o bien por agrupaciones.
• También podemos analizar la distribución de edades de una población, para lo que realizaremos pirámides de edad

• La comunidad o biocenosis: Entendemos como comunidad el conjunto de poblaciones de diferentes especies que viven en un área determinada.

         Las comunidades se caracterizan por una serie de parámetros

• Diversidad. Es la cantidad de especies diferentes presentes en la comunidad. Algunas comunidades tienen una gran cantidad de especies, por lo que serán muy diversas. Un er ejemplo son las que habitan en los arrecifes de coral. Otras comunidades están formadas por pocas especies.
• La abundancia de cada especie: es la proporción entre el número de individuos de una especie y el número total de individuos de la comunidad.

Curvas de crecimiento poblacional

Son una de las herramientas más utilizadas en el estudio de las poblaciones. Las curvas de crecimiento poblacional son representaciones gráficas del tamaño de la población, indicando el número total individuos de una determinada población con respecto al tiempo.

Pueden ser de diferente forma.

Curva de crecimiento exponencial.

La curva tiene forma de J si tiene que presentar el tamaño de poblaciones en desarrollo en condiciones ambientales iniciales en las que no hay una limitación de recursos por ellos crecimiento exponencial ilimitado. Evidentemente este crecimiento para la de momento en que los recursos sean limitados

Curva de crecimiento logístico.

Sería la continuación de la curva de crecimiento exponencial en el momento en que si hay una limitación de recursos por eso tiene una forma de S.

• La fase inicial de crecimiento es lenta, con una fase de crecimiento escaso dado que el tamaño de la población inicial es muy pequeño y por lo tanto los organismos están iniciando su adaptación al nuevo medio.
• Fase de crecimiento exponencial ocurre inmediatamente después y en ella encontramos que todavía no hay limitación de recursos .
• Fase de estabilización de la población. Tras el crecimiento exponencial el aumento disminuye progresivamente debido a que existe una escasez de recursos.
• Fase de equilibrio: Aquí el crecimiento es prácticamente nulo, y la población alcanza el equilibrio alcanzando un número máximo de individuos que será el límite. Es un equilibrio dinámico por lo que se van a dar pequeñas fluctuaciones el tamaño de la población 

Factores bióticos. Las relaciones.

Relaciones bióticas son aquellas que se establecen entre los diferentes seres vivos de un ecosistema . Pueden ser intraespecíficas es decir dentro de la misma especie o interespecíficas, es decir entre individuos de especies distintas.

Las relaciones interespecíficas.

Ocurren entre diferentes especies y en ellas encontramos relaciones en las que puede haber beneficio, perjuicio o bien el contacto entre especies resulta indiferente para cada una de ellas. 

Mutualismo.

Es una relación biótica de beneficio mutuo en la interacción entre las dos especies resulta beneficiosa para ambas.

Un ejemplo de cooperación que es beneficiosa para ambas especies es la existente entre insectos y plantas. Los insectos polinizan las plantas y al mismo tiempo las plantas proporcionan alimento los insectos y ambos salen ganando. Lo mismo podría decirse de los pájaros qué se alimentan dentro de la boca de los cocodrilos, ambos beneficiados: el cocodrilo porque pierde parásitos que tenga dentro de la boca así como restos de carne podrían resultar molestos o fuente de infección y el pájaro recibe alimento.

Un caso extremo de mutualismo es la simbiosis. Es un caso de relación tan intensa que ninguno de los dos organismos puede sobrevivir separado del otro. Este es el caso de los líquenes, formados por una asociación entre un alga y un hongo. El alga proporciona energía con la fotosíntesis y el hongo proporciona la humedad necesaria.


Nosotros mismos podemos ver un ejemplo de simbiosis con las bacterias que viven dentro de nuestro cuerpo, cuyo beneficio para la salud es bien conocido.

Comensalismo e inquilinismo 

Son las relaciones bióticas en las que una especie resulta beneficiada mientras que la otra no se ve afectada negativamente, pero tampoco resulta beneficiada. 

• En el caso del comensalismo el beneficio obtenido por la especie suele ser sobre todo algún tipo  de beneficio en su alimentación. Un ejemplo claro son los carroñeros que se alimentan de los restos dejados por los depredadores. 

• El caso del inquilinismo la relación beneficiosa suele ser de protección, dado que el beneficiado vive o se transporta sobre el cuerpo del otro organismo: Por ejemplo las plantas epifitas como las orquídeas aparecen generalmente en las zonas altas de los árboles con el fin de conseguir alcanzar la luz.

Otro ejemplo son las rémoras, que se pegan a los grandes animales marinos para ser transportadas por ellos.

Depredacion:

En este tipo de relacion biotica una de las dos especies en depredador sale beneficiado mientras que otro en la presa sale perjudicado.

Parasitismo

En este tipo de relación un organismo, el parásito, se beneficia de otro, el hospedador. Al hacerlo le causa un perjuicio. Normalmente el parásito vive dentro del hospedador o sobre el mismo alimentándose de los recursos que obtiene el hospedador o que genera. 

Normalmente el parasitismo no suele suponer la muerte del hospedador aunque en algunos casos extremos puede provocársela.

Un caso particular es el del parasitismo de cría, en el que algunas especies de aves ponen sus huevos en el nido de otros pájaros para que críen a sus polluelos. Realmente en este caso se suele existir muerte dado que los pollos de la especie parásita expulsan del nido al resto, tal y como hace el cuco.

Competencia interespecífica

La competencia interespecifica se produce cuando dos especies usan un mismo recurso limitado, por el que ambos son perjudicados. Un ejemplo sería la presencia de varias especies en un mismo abrevadero, lo que les lleva a competir por los mismo recurso, el agua.

Las relaciones intraespecificas

La competencia intraespecifica se establece entre organismos de la misma especie ya que comparten nicho ecológico y necesitan por tanto los mismo recursos. Como estos son limitados, los ejemplares de la misma especie entran en competencia.

Cuando la población aumenta o los recursos disminuyen, las consecuencias de la competencia puede ser las luchas para obtener un territorio (un espacio concreto) o bien las luchas por la jerarquía, dado que los individuos dominantes tienen preferencia en la utilización de los recursos.

Asociaciones.

A pesar de que la presencia de seres vivos de la misma especie suelen generar casos de competencia, muchos organismos obtienen beneficios si permanecen juntos, por ello es común que se mantengan en grupos familiares y en asociaciones, que pueden ser gregarias, coloniales y estatales.

• Las relaciones familiares pueden ser de varios tipos: las más habituales son las formados por un macho y una hembra y la descendencia de esa pareja (patos, palomas..) y a veces un macho dominante con varias hembras y sus crías (gorilas), pero en ocasiones hay grupos formados exclusivamente por hembras con las crías, mientras que los machos permanecen aislados cómo los elefantes.

• Una asociación gregaria es aquella formada por individuos que no necesariamente están emparentados pero se agrupan en comunidad concreta poder defenderse y buscar alimento. Ejemplo típico sería de los pingüinos, que permanecen juntos para la reproducción, lo que facilita la defensa contra el frío, las cebras que se alimentan y migran juntas, etc.

• Asociaciones coloniales son aquellas formadas por individuos que en general se reproducen asexualmente y permanecen unidos a su progenitor durante toda su vida, un ejemplo clásico sería el de los corales.

• Asociaciones estatales son aquellas en las que existe una diferencia entre jerarquías y el trabajo asociado a las mismas tales como las abejas, hormigas y termitas en las encontramos reina obreras guerreros, etcétera.