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UNT - Facultad Agronomía y ZootecniaMaterias: Ecología General Agronomía y Zootecnia- Ecología de VeterinariaComplemento de clases teóricas

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ECOLOGÍA – POBLACIONES – COMUNIDADES – ECOSISTEMAS

Ing. Agr. Silvia Constanza GuillénIng. Agr. María del Carmen González

Ing. Agr. Jorge Vidal

Actualización

Ecología. Definición y Conceptos

Dado que las carreras de Ingeniero Agrónomo y Zootecnista buscan la formación profesional en laproducción sostenible de alimentos, y que Veterinaria busca tanto la producción sostenible comola salud y bienestar animal, se hace necesario conocer los principios de la ecología paracomprender los procesos que llevan a la producción, salud de los cultivos y animales, conservaciónde los recursos naturales, disminución de los procesos de contaminación, etc.

La Biosfera es el nombre que se le da al conjunto de todos los seres vivos que habitan el planetatierra, que existen en un tiempo determinado. Es una capa discontinua de materia viva formadapor individuos de millones de especies diferentes. La biosfera comprende unos 10 Km. por encimade la superficie terrestre y 10 km en profundidad abarcando las fosas marinas. Los individuos delas distintas especies, distribuidos en toda la biosfera responden y reaccionan con loscomponentes abióticos de la tierra. El estudio de las relaciones de esos individuos entre sí y sumedio abiótico constituye el conocimiento de la ecología.

De las numerosas definiciones de Ecología se sintetizan los siguientes conceptos fundamentales:

ciencia de las relaciones que mantienen los organismos vivos entre sí y con su entornofísico-químico. HAECKEL (1868) oikos = casa; logos = ciencia

La Ecología permite entender mejor la posición del hombre en la economía de lanaturaleza, es decir las relaciones que establecemos con el ambiente y con los organismosque nos rodean. Los componentes ambientales definen restricciones a la presencia delhombre en el mundo al mismo tiempo que acotan sus potencialidades.

La ecología se ocupa en explicar el origen, variación y función de las estructuras de plantasy de animales y la naturaleza de las comunidades de plantas y animales. (SAPSON, 1952).

A la disciplina Ecología se la puede subdividir para facilitar los estudios en:

ecología vegetal

ecología animal


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Además según sea el objeto de estudio también se la puede dividir en:

autoecología considera las relaciones mutuas entre los individuos y de estos con el medio,es la ecología del individuo.

sinecología estudia la respuesta vegetales y animales en relación al medio. Estudios deesta naturaleza son denominados como sociología de plantas, ecología de la vegetación,ecología fisiográfica y otros.

ecología estática incluye el estudio de los factores climáticos, edáficos y topográficos,factores independientes de la acción del hombre y de los animales.

ecología dinámica estudia la influencia de los factores bióticos (animales y plantas) yhumanos sobre la vegetación.

Relación con otras Ciencias y Alcance

En la siguiente tabla se simplifican las relaciones de determinadas ciencias y su aporte a la Ecología

Ciencia-Disciplina Relaciones

Matemáticas Estadística y modelos matemáticos

Física Comprensión del medio ambiente

Química Metabolismo y Procesos de Degradación

Anatomía y Fisiología Bases de las respuestas de organismos

Genética Selección natural - Especiación

Taxonomía Conocimiento exacto de los organismos

Geografía Estudios de distribución espacial

Política y Sociología Impactan sobre los ecosistemas

Economía Igual objeto de estudio: la casa

Informática Modelos de simulación – Sistemas informáticos


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La Ecología es una Disciplina Interdisciplinar como se representa en el siguiente esquema:

Vinculaciones: conceptos y procesos estudiados en Ecología y su aplicación

Los diferentes temas abordados desde la ecología se aplican para la resolución de problemas y lamejora de las condiciones de los ecosistemas naturales y productivos. A continuación se sintetizanalgunas aplicaciones de los conocimientos de la ecología:

TEMA

Jerarquías – Niveles deOrganización

APLICACIÓN

Análisis de problemas, representación de resultados

Flujo de Energía Aprovechamiento de la radiación, impacto del control deplagas y enfermedades, manejo del canopeo, carga animal


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Circulación de Nutrientes Manejo de residuos sólidos urbanos, de residuos de cosecha,aplicación de fertilizantes, descomposición de materiaorgánica, problemas de contaminación

Evolución – SelecciónNatural

Adaptación de organismos a su ambiente, estrategias deinvasión de malezas, vectores, plagas

Circulación de Nutrientes Manejo de residuos sólidos urbanos, de residuos de cosecha,aplicación de fertilizantes, descomposición de materiaorgánica, problemas de contaminación

Evolución – SelecciónNatural

Adaptación de organismos a su ambiente, estrategias deinvasión de malezas, vectores, plagas

Demografía Manejo de bosques, diagnóstico de problemas y evaluación deprácticas de manejo (densidad, cobertura), control demalezas.

Competencia Deterioro de la vegetación natural, manejo de malezas

Relación Depredator –Presa

Interacción planta-animal, sobrepastoreo

Comunidades Heterogeneidad ambiental, relación suelo vegetación

Sucesión Ecológica Efecto de los disturbios sobre los ecosistemas, manejoequilibrado de formaciones naturales

La ecología en términos generales le aporta a la agronomía, zootecnia y veterinaria los


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conocimientos básicos indispensables para comprender el comportamiento de los cultivos, deespecies vegetales y animales asociados a ellos. Aporta los conocimientos para conocer el hábitat,las relaciones con el suelo, el clima, los procesos de contaminación, etc. Todo esto es la basefundacional de la Agroecología, tema que se aborda en otra unidad de la Asignatura EcologíaGeneral y en la Asignatura Agroecología (Carreras de Agronomía y Zootecnia).

Medio Ambiente - Estructura Jerárquica y Niveles de Estudio

Se entiende como ambiente a la combinación de todos los seres y factores externos al individuo oa la población que se esté considerando. Suele llamárselo también entorno o medio ambiente(MA). Esta última forma, considerada una redundancia por la doble mención de lo mismo, hatomado mayor vigencia a partir de la Reunión Mundial de Medio Ambiente y Desarrollo (Cumbrede la Tierra en Río de Janeiro en 1992), a partir de la cual se usa a la expresión como sinónimo deambiente. Cuando se trata del ambiente humano, se lo describe como un sistema de elementosabióticos, bióticos, socio-económicos, culturales y estéticos que interactúan entre sí, con losindividuos y con la comunidad determinando su relación y sobrevivencia. De ese modo elambiente humano está constituido por el hombre, su cultura y organización social junto al suelo,agua, aire, energía, fauna y flora y su organización natural.

Con respecto a esto último, se puede decir que la materia se organiza en niveles que son unidadesnaturales que tienen una jerarquía, la cual va de mayor a menor complejidad. El concepto deniveles de organización jerárquica permite visualizar las situaciones a distintas escalas (individuo,población, comunidad, etc.) y esta organización del análisis en distintos niveles de detalle favoreceel proceso de investigación y facilita la comprensión de los distintos problemas. Los niveles tienenla siguiente jerarquía, la que se presenta en este caso de mayor a menor complejidad:

BIOSFERA = ECOSFERABIOMAS = ECOZONAS

ECOSISTEMASCOMUNIDADESPOBLACIONESINDIVIDUOS

TEJIDOSCÉLULAS

MOLÉCULAS

Esta estructura jerárquica natural determina los niveles de estudio y competencias de lasdiferentes disciplinas que estudian el ambiente; así la Genética se ocupa del estudio a nivelesbajos, la Fisiología se ocupa de las células y los individuos, mientras que la Ecología estudia desdelos individuos hasta la biósfera, pasando por los ecosistemas.


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Las diferentes disciplinas estudian los niveles con herramientas y conocimientos específicossituándose en distintas jerarquías, según la problemática abordada, como se indica en el siguienteesquema:


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BIOSFERA = ECOSFERA

BIOMAS = ECOZONAS

ECOSISTEMASCOMUNIDADESPOBLACIONES

ORGANISMOS

CELULASMOLECULAS

TEJIDOS

Estructura Jerárquica y Niveles de Estudio

EcologíaSistémica

Demoecología

Ecofisiología

Autoecología

Genética dePoblaciones

Fisiología

Biología Celular

y Molecular

Conceptos de organismo, hábitat y nicho ecológico

organismo o individuo es una entidad delimitada en el espacio y en el tiempo que estáconstituida por procesos de transformación dado por un intercambio dinámico demateria y energía con el medio que lo rodea.

hábitat constituye el lugar en sentido geográfico donde vive determinado organismo.

nicho ecológico conjunto de las relaciones que tienen que ver con la manera en que unorganismo enfrenta los factores bióticos y abióticos. El concepto de nicho se asocia al defunción dentro de la comunidad.

En los gráficos siguientes se esquematiza el concepto de nicho ecológico con tres variables:temperatura, humedad ambiental y tamaño del alimento


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Concepto de NichoConcepto de Nicho

Una dimensiónUna dimensión

Temperatura

Dosdimensiones

Dosdimensiones

Concepto de Nicho

Dos dimensiones

Temperatura

humedad


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Poblaciones

En Ecología se estudian las especies como poblaciones a las que podemos definir como: un sistema biológico formado por un grupo más o menos numeroso de individuos de

una especie que ocupan un lugar determinado en un momento concreto.

Destacándose que

especie biológica conjunto de individuos que comparten un área en un momento de lahistoria y que son capaces de cruzarse y dejar progenie fértil.

población para los ecólogos es la expresión local, geográficamente restringida, de unaespecie.

La mayoría de las veces las poblaciones las delimitamos en función a lo que queremos estudiar. Lapoblación posee características de grupo, tiene una historia, nace, crece, puede mantenerse oextinguirse; tiene una organización y una estructura que la caracteriza.Cada población tiene atributos que son propios de ella y constituyen lo que se conoce comopropiedades emergentes. Para facilitar el estudio podemos agrupar las propiedades de laspoblaciones en:

Tres dimensiones

Concepto de Nicho

Temperatura

Humedad

Tamaño del alimento


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Atributos Espaciales

- Densidad

Es la abundancia de una población en un sitio dado y se la expresa como la relación entre elnúmero de individuos y el área o volumen ocupada:

Densidad bruta o población relativa = nº de individuos/ sup.ó nº de individuos/vol

Si se expresa la abundancia en relación al área total tenemos la densidad bruta pero si lo hacemoscon referencia al hábitat específico disponible de esa especie tenemos:

Densidad ecológica o específica = nº de individuos / hábitat (medio donde viven las sp.)

La densidad de una población es importante porque puede indicarnos la existencia de problemasambientales, de interacción con otras poblaciones, problemas de tipo históricos, etc.

- Disposición espacial

Es la distribución de los individuos de una especie en el espacio influye en otras características dela población ). La distribución puede ser:

Uniforme: también llamada regular, implica repulsión por parte de los individuos de la población(interacción negativa o competencia intraespecífica). Es necesaria la homogeneidad del sustratopara que asegure que todos los puntos del ecosistema tengan igual probabilidad de ser ocupadospor un organismo.

Al azar: también debe haber homogeneidad del sustrato y la presencia de un individuo en un sitiodado no debe afectar la ubicación de otro de su misma especie; es como si no existiera interacciónalguna entre los componentes de la población.

En agregados o contagiosa: si el sustrato no es homogéneo, la población se distribuirá en mayornúmero donde encuentre espacios con las condiciones óptimas para su desarrollo, formándoseconglomerados. Si el sustrato es homogéneo puede haber atracción, interacción positiva entre losintegrantes y formarse grupos. Analizar recordando el tema de plagas insectiles, malezas,comportamiento de rebaños, etc.

Se puede conocer si una población tiene distribución contagiosa, al azar o uniforme mediante larelación varianza / media.


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a- al azar – b- contagiosa – c- uniforme

Atributos Dinámicos

Esto nos determina la Dinámica de la Población (estudio de las variaciones del número deindividuos y los factores que influencian esa variación).De estas propiedades estudiamos:

- Natalidad

Natalidad máxima, potencial o fisiólogica: es la producción máxima teórica de nuevos individuos,sin factores ecológicos limitantes, sería en condiciones ideales y es un valor constante para cadaespecie.

Natalidad ecológica o real: es el aumento de población por nacimientos en una condiciónespecífica. No es constante y se puede expresar como un Índice.

- Mortalidad

Mortalidad mínima o potencial: es la dada fisiológicamente, los individuos mueren por decrepitudluego de haber superado la etapa reproductiva. Cambien, al igual que la natalidad fisiológica, es unvalor constante para cada especie.


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Mortalidad ecológica, real o actual: es la pérdida de individuos debido a accidentes,enfermedades, predación, parasitismo, etc. Para determinar este tipo de mortalidad se lo hacemediante el Indice de Supervivencia.

- Dispersión

Es el movimiento de los individuos o de sus elementos de diseminación hacia dentro o fuera de loslímites de la población. Puede ser:

emigración - - -sentido único hacia fuerainmigración - - sentido único hacia dentromigración - - - ingreso y egreso periódico

- Ritmo de crecimiento

El ritmo de crecimiento es la variación del número de individuos agregados en la unidad detiempo; es la resultante de la natalidad, mortalidad y migración. Se la expresa mediante el Índicede crecimiento que es igual al número de individuos añadidos en la unidad de tiempo y se puedendar básicamente dos Formas de Crecimiento:

Exponencial o en J (jota) cuando la tasa de crecimiento es constante y positiva, correspondegeneralmente a poblaciones reguladas por factores ambientales.

Logística o en S (ese) donde la tasa de crecimiento varía y la población fluctúa alrededor de unvalor k llamado capacidad de porte del ecosistema.

nº de nº deindiv. indiv.

tiempo tiempo

Curva Exponencial Curva Logística


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Las fórmulas correspondientes a estas curvas y para establecer relaciones entre especies están enla bibliografía.

En el crecimiento logístico, hay una fase inicial en la que el crecimiento de la población esrelativamente lento, pasa por una fase de crecimiento rápido para luego, a medida que lapoblación se aproxima a la capacidad de carga del ambiente, la tasa de crecimiento se hace máslenta y se estabiliza alrededor del valor K, pudiendo presentar fluctuaciones (ver gráfico siguiente).

Las poblaciones que crecen en forma exponencial, suelen tener caídas bruscas del numero deindividuos ante la presencia de factores adversos naturales o antrópicos, volviendo a elevarse lapoblación pasado el efecto adverso. De ese modo se describen curvas en jota sucesivas como semuestra en el siguiente gráfico.

Las poblaciones presentan además fluctuaciones a través del tiempo que pueden ser cíclicas,estacionales, eruptivas, etc. y que es un aspecto importante a estudiar cuando se hace porejemplo un manejo ecológico de los cultivos.

-Estructura por Edades

En una población, los nacimientos y muertes son más o menos continuos y la supervivencia de losindividuos no es constante, esto nos da una estructura o distribución por edades de la cuál sepuede inferir una serie de características como historia de la población o dinámica posterior. Paraestablecer la estructura de una población específica se dividen a los individuos por clases enprereproductiva, reproductiva y postreproductiva o en clases por intervalos regulares. Graficando

Capacidad de carga(K)


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la distribución de los mismos se obtienen formas que nos pueden indicar si es una población encrecimiento, envejecida, si hubo alguna catástrofe ( guerras para la especie humana ), etc.

Estrategias poblacionales

La variación de la población en el tiempo se puede expresar del siguiente modo:

∆ P = (N+I) – (M+E)∆ t

Donde P es población, N natalidad, I inmigración, M mortalidad y E emigración

La variación en las poblaciones dependen de factores como:

1. Factor de regulación: factor capaz de hacer disminuir la población cuando la densidad esalta y viceversa.

2. Factores abióticos: precipitación, bajas temperaturas, suelo anegado. Un factor abióticopuede afectar de diferente modo a cada una de las variables que determinan la dinámicade la población. Son denso-independientes.

3. Factores bióticos: regulan el tamaño poblacional con una dinámica denso-dependiente.Asociado a la competencia intraespecífica.

4. Estas dinámicas se asocian a los crecimientos exponenciales y logísticos, existiendo en lanaturaleza numerosas variables de estos tipos de dinámica.

Comunidades

Es un grupo de especies vegetales y animales que viven en un mismo lugar y en una misma épocainteractuando entre sí. La comunidad o biocenosis es la parte biológica del ecosistema.

Comunidad = biocenosis

Las principales características de las comunidades son:


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Biomasa: Un individuo, una población y una biocenosis presentan en un momentodeterminado una biomasa que se modifica en el tiempo. Se la mide en materia fresca omateria seca de todos los individuos presentes en la comunidad / superficie o volumen.

Composición específica: Es el número y el tipo de especies presentes. Hay especiesdominantes y subordinadas.

Diversidad: variedad de especies que existen en una biocenosis asociada a la proporciónde cada una de ellas. Riqueza mide el número de especies de una comunidad sin tener encuenta la proporción.

Esctructura: Espacial horizontal corresponde a la distribución de microhábitats que se danen el ecosistema. En comunidades de baja diversidad las poblaciones se distribuyen enagregados y en las de alta diversidad la distribución es más homogénea. Espacial verticalestá dada por los gradientes en altura, tales como concentración de dióxido de carbono,luz, temperatura, etc. Temporal está dada por la fenología en las plantas y los ciclosbiológicos en los animales. Funcional surge a través de las redes tróficas que seestablecen en la comunidad, pudiendo estas ser lineales o ramificadas.

Fisionomía o Fisonomía: Es la forma física de la comunidad y la identificamos por susespecies dominantes o por la forma de vida dominante: arbusto, pajonal, etc.

Recurrencia: es la propiedad de una comunidad de repetirse. Puede darse en formatemporal, cuando en un lugar se eliminan las especies presentes y luego de un tiempovuelven a encontrarse las mismas especies. Y en forma espacial es cuando se puedenencontrar las mismas comunidades en diferentes lugares del mundo.

Similitud: Para determinar si dos comunidades son similares existen índices queconsideran el número de especies en común y el número total de especies en cadacomunidad. Los límites entre dos comunidades suelen ser difusos y se crea un continuumllamado Ecotono donde suele presentarse una mayor diversidad.

Biodiversidad y Riqueza. Índices de diversidad

Biodiversidad también llamada diversidad biológica es el término que expresa la amplia variedadde seres vivos que existen sobre el planeta tierra. La biodiversidad se puede referir tanto a lavariedad de ecosistemas como a las diferencias genéticas dentro de cada especie. En términosgenerales se dice que la biodiversidad es la Variedad de especies animales y vegetales en su medioambiente, considerando las proporciones en que se encuentran dichas especies.

Se pueden distinguir tres niveles de biodiversidad

Genética o diversidad intraespecífica es la que se refiere a la diversidad que existe entrelos individuos de una misma especie o población

Específica o diversidad sistemática, es la pluralidad de los sistemas que distinguen a lasespecies.

Ecosistémica: la diversidad de las comunidades biológicas en los ecosistemas

Algunos autores se refieren a la diversidad biológica como una manera de expresar la diversidadinterna de los ecosistemas.


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También se puede clasificar a la biodiversidad en:

- ALFA: riqueza específica de una comunidad local- BETA: cambio de composición específica a lo largo de un gradiente ambiental o geográfico.Heterogeneidad (Diversidad) de Hábitats- GAMMA: riqueza específica de una región o continente

En el área de la biología la biodiversidad se refiere al número de especies (y sus poblaciones)distintas que hay en determinado lugar. En ecología se considera que el concepto incluye ladiversidad de interacciones durables entre las especies y su ambiente inmediato, por lo que tienedos componentes principales: riqueza específica y equitabilidad.

La riqueza específica se refiere al número de especies de una muestra, comunidad, ecosistema,etc.

La equitabilidad es la uniformidad con la que los individuos están distribuidos entre las especies,de tal forma que la equitabilidad máxima ocurre cuando todas las especies de una muestra ocomunidad están igualmente representadas (tienen igual número de individuos).

Con lo anteriormente expresado se interpreta que una alta diversidad puede deberse a una altariqueza y excelente distribución de los individuos de cada especie o sea una buena equitabilidad.Por el contrario si existe baja biodiversidad puede deberse a un bajo número de especiespresentes o a que una de las especies sea dominante y predomine sobre las otras.

Para medir la biodiversidad existen numerosos índices entre ellos:

Índice de Shannon = H´ = - Σ pi ln pi2

Índice de Margalef D Mg = (S-1 )ln N

Donden = número de individuos de especie ip = proporciónS = número total de especies (riqueza específica)N = número total de individuos


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Como ejemplo se analizan tres ecosistemas para ver su biodiversidad, donde se estudia lapresencia de 7 especies de animales mamíferos, empleando el Índice de Shannon.

Ecosistema 1 Ecosistema 2 Ecosistema 3Especie n n nA 2 34 15B 34 21 16C 29 35 19D 24 26 22E 36 30 314F 45 29 21G -- 27 32N (Total de individuos) 170 202 439Número de especies 6 7 7Índice de diversidad 2,36 2,79 1,58

Analizando este ejemplo se observa que los ecosistemas 2 y 3 tienen mas especies que el 1 por lotanto mayor diversidad. De los ecosistemas 2 y 3 con igual riqueza se ve que el 3 tiene menorbiodiversidad debido a la dominancia de la especie E.

Se observa también en los ecosistemas 1 y 2 que las especies están representadas en forma máspareja es decir con mejor distribución entre ellas.

Con estas herramientas matemáticas se pueden analizar y comparar distintos ecosistemas o bienun mismo ecosistema a lo largo del tiempo y determinar su tendencia en cuanto a las especiespresentes y su representatividad.

Biodiversidad y evolución

La biodiversidad que hoy se encuentra en el planeta Tierra es el resultado de millones de años deevolución. Los estudios y registros fósiles sugieren que unos pocos millones de años recientescorresponden a un período con mayor biodiversidad en toda la historia de nuestro planeta. Paraalgunos científicos este planteo puede no ser real ya que se considera que no hubo un correctoregistro y que pudo existir una importante diversidad que aun no conocemos.En este tema es muy importante considerar que por otro lado actualmente se está en un periodode extinción importante de especies, causado especialmente por el impacto que la especiehumana realiza sobre los ecosistemas y que ello afecta directamente la evolución. Por otro lado setiene que se descubren regularmente nuevas especies y muchas de ellas aun no han sidoclasificadas. Estos dos aspectos determinan grandes áreas de investigación para podercomprender la evolución actual de las especies y de los ecosistemas.


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Acciones reciprocas entre especies o interacción biocenótica

Dentro de una comunidad, las poblaciones interactúan entre sí, limitándose y promoviéndose. Lasacciones pueden ser directas o indirectas; positivas o negativas; por alimento, espacio, abrigo, etc.

- Relaciones positivas

Protocooperación: las dos especies se benefician pero no es una relación obligatoria.

Simbiosis o mutualismo: se benefician las dos especies pero la relación es obligatoria.

Comensalismo: una de las especies se beneficia sin que la otra se vea afectada.

- Relaciones negativas

Amensalismo: una especie se inhibe y la otra no es afectada.

Competencia: las dos especies se ven afectadas. Esta es la competenica interespecifica yse debe hacer la diferenciación de la intraespecífica.

Parasitismo: una afecta directamente a otra y existe dependencia total.

Predación: una afecta directamente a otra aunque el predator no tiene una dependenciaobligada con el huésped.

Cuando dos especies dentro de una comunidad no se interfieren se dice que hay Neutraslimo.

En la tabla siguiente se sintetizan las ideas:

Tipo de Interacción Especie A Especie B

Cooperación + +

Mutualismo + +

Comensalismo + 0

Competencia - -

Amensalismo - 0

Parasitismo + -


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Predación + -

Neutralismo 0 0

Este punto se completa con la actividad práctica que tiene como bibliografía los capítulos 15 al 17de SMITH, R. L.; T.M. SMITH. 2001. Ecología

Sucesión Ecológica, Regresión y Reversión

Una comunidad o biocenosis, la cual suele estar fuertemente condicionada por la vegetación(fitocenosis), está en constante cambio y evolución, tendiendo a armonizarse con las condicionesambientales.

La palabra sucesión se origina del término latín succedere, que significa desenvolvimiento,progreso. La comprensión de la sucesión es fundamental para el manejo tanto de sistemasnaturales como de agroecosistemas. Un ecosistema, está constituido por biocenosis + biotopo,siendo la biocenosis la comunidad presente en ese sitio donde se produce no sólo un flujo deenergía y materia, sino también un flujo de información. Todo esto produce variaciones en lacomposición de esa comunidad y por ende en el ecosistema, lo que lo lleva hacia una evolución. Lasucesión ocurre a través de varios estadios de desarrollo. (CLEMENTS, 1928). La sucesión es unproceso por el cual una asociación de especies es sustituida por otra, resulta en cambios dehábitat e invasión de nuevas especies de plantas. Por lo tanto, cambios de hábitat y de lascondiciones ambientales resultan en alteraciones de la vegetación, a través de la adaptación anuevas condiciones (STODDART 1975).

Sucesión ecológica es entonces una sucesión de comunidades en el tiempo para un mismo sitio. Esun proceso natural por el que una comunidad es sustituida por otra. Los reemplazos de unacomunidad por otra se hacen hasta llegar a una biocenosis estable, en equilibrio con el ambientedel lugar. Para muchos esta comunidad, llamada climax, no existe como tal. El criterio es que sibien no es reemplazada por otro tipo de comunidad, en ella se producen cambiosfundamentalmente en su composición, pero no en su estructura (siempre un fenómeno dinámico).Existen en el mundo sistemas maduros en equilibrio con el clima y la topografía y que constituyenlos principales biomas: sabanas, bosques, tundra, océanos, etc.

Se puede definir a la Sucesión como el “patrón” (pattern) no estacional, direccional y continuo decolonización y extinción de poblaciones de diferentes especies en un sitio (Begon et al). Paraestos autores la sucesión es una secuencia sucesional que ocurre en una amplia escala de tiempoy muchísimas veces como resultado de varios mecanismos no muy bien conocidos. Por lo tanto, laSucesión es un proceso que presenta variaciones según su origen, causas que la provocan, etc.


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La sucesión puede ser natural o inducida. La sucesión natural ocurre cuando las condiciones declimax son establecidas. Por otro lado, la sucesión inducida, resulta, generalmente de la acción delhombre, no siendo una condición impuesta por la naturaleza.

Se distinguen diferentes tipos de sucesiones:

Sucesión Primaria: partiendo de roca desnuda, ésta es colonizada primero por líquenes que sesuceden en el tiempo según su especialización, luego por musgos y algas, plantas vascularespequeñas (comienza a formarse el suelo) y finalmente plantas más complejas. Paralelamente aesta evolución en el plano de los vegetales se van sucediendo comunidades de animales desdefitófagos hasta carnívoros y desintegradores. A este tipo de sucesión se la llama Serosere.

La Sucesión tiene Estadios bien diferenciados, desde la aparición del liquen sobre la roca hasta eldesarrollo del suelo, para soportar una vegetación permanente perenne, generalmente pasa através de cinco estadios bien definidos de sucesión: estadio inicial, estadio de transición, primarioo estadio de herbáceas, segundo estadio de herbáceas y finalmente el estadio final o clímax(SAPSON 1952). Posteriormente, GAY (1965) representa la sucesión primaria de pasturas degramíneas en cuatro estadios: estadio primario, primer estadio herbáceo, estadio subclímax y porúltimo estadio climax.

Los diferentes estadios de desarrollo de suelo y vegetación se pueden esquematizar del siguientemodo, ampliando el número de estadios para su mejor comprensión:

También la sucesión puede comenzar a partir de un lago y recibe el nombre de Hidrosere.


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Una vez que un suelo y una vegetación están íntimamente relacionados, es obvio que los cincofactores de formación del suelo propuestos por JENNY (1941) como el clima, organismos, relevo,material de origen y tiempo, son los mismos para la vegetación. Vegetación y suelos se desarrollanal mismo tiempo (MAJOR, 1951).

Según LEWIS (1969) la biomasa total de planta y animales, el almacenamiento total de energía, ladiversidad y el ciclo de los minerales aumentan con el desenvolvimiento de la sucesión.

Sucesión Secundaria: es cuando se parte de un ecosistema inmaduro y se diferencia también de laprimaria porque existe fundamentalmente un componente básico ya formado: el suelo. Ej. Unecosistema maduro que ha sufrido una tala u otra causa como fuego o inundaciones y a partir deallí se produce una sucesión de comunidades hasta llegar nuevamente a una situación de madurezsimilar a la que ese ecosistema había alcanzado. En el esquema de sucesión primaria, siconsideramos la etapa 3 como un campo de trigo que se deja abandonado y a partir de allícomienza nuevamente la sucesión.

Cuál es el proceso por el que se producen estos cambios? Según las causas diferenciaremos:

Sucesión Autogénica: en una determinada etapa de la sucesión la comunidad presente va creandonuevos nichos. Como existe una íntima relación con el medio físico, se producen modificacionesen ese medio y se crean espacios propicios para que se establezcan otras especies. De esa formase va modificando la comunidad que teníamos en un momento dado. La idea es que la propiabiocenosis provoca los cambios que crean un ambiente favorable para otras poblaciones, por esoel nombre de autogénica.

Sucesión Alogénica: aquí los cambios son inducidos por algún factor externo, como los climáticos:lluvias, sequías prolongadas, etc. o el fuego.

Podríamos nosotros creer que hay sucesiones puramente autogénicas o alogénicas. Seguramenteque no. Lo más probable es que se den las dos juntas (recordar siempre la complejidad de lossistemas biológicos y muy especialmente cuando consideramos su relación con el medio).Pensemos en las primeras etapas de una Sucesión primaria donde lo principal son los efectos delambiente físico, en cambio en una comunidad subclimax los cambios estarán más influenciadospor la comunidad en sí.

En el esquema siguiente se representan diferentes sucesiones que se dan en distintas ecoregiones:


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Existe otro tipo de sucesión, bastante particular, que es la degradativa y que la podríamos agruparjunto con la serosere o hidrosere (al clasificarla por su punto de origen). La particularidad de estasecuencia de comunidades es que se produce a partir de un sustrato especial y que no es ni la rocani el agua sino que es Materia Orgánica. Tenemos entonces:

Sucesión Degradativa: los reemplazos seriales se producen a partir de M O muerta ya sea animal ovegetal la cual es explorada primero por microorganismos y animales detritívoros que vanmodificando las condiciones físicas de los detritos y permitiendo la aparición de otras especiesdegradadoras. Este tipo de sucesión tiene la particularidad de tener un final, debido a que lafuente es totalmente metabolizada y además ocurre en una escala relativamente corta de tiempo.


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Sucesión degradativa.

La sucesión de comunidades o más bien de ecosistemas tiende hacia el climax o situación deequilibrio dinámico de la comunidad con el medio y que implica una idea de autorregulación deese ecosistema. Algunos autores prefieren hablar de grados de madurez del ecosistema yprescindir del concepto de climax.

En una comunidad madura o relativamente madura se puede producir una Regresión hacia etapasanteriores. Esto puede deberse a causas periódicas como avalanchas, inundaciones, fuego, etc. oaleatorias, naturales o antrópicas. Cuando se produce nuevamente una sucesión hasta alcanzar lasetapas maduras, se dice que se está haciendo una Reversión.

El estudio de las sucesiones ha llevado a la comprensión de situaciones de deterioro y sirven comobase para propuestas de restauración ambiental. En la región del Chaco se analizó el ecosistemadesde esta óptica para explicar cómo se produjeron cambios sucesionales en los esteros hastacolmatarse y convertirse en vinalares. (Morello)

En el Parque Natural Costanera Sur de Buenos Aires se estableció una comunidad de plantas yanimales desde un lago que quedó entre los montículos de los rellenos hechos por el hombre,situación que se alcanzó a través de una sucesión secundaria.


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Ecosistemas

La teoría general de sistemas intenta lograr una metodología integradora para el tratamiento delos problemas científicos. Esta teoría evitó el estancamiento del desarrollo científico debido a laexcesiva especialización y actualmente está muy interiorizada en diferentes aspectos de la vidacotidiana y científica. Es una filosofía y una metodología para pensar y razonar en forma holística.La Ecología cuyo objeto es el estudio de las relaciones de los organismos con el medio en todossus niveles, lo hace desde un enfoque sistémico, lo cual se verá al analizar y estudiar losecosistemas, los niveles jerárquicos, la evolución de las comunidades, los problemas ambientales,etc.

Sistema es un número de “cosas” ensambladas para realizar una función; por lo tanto quedadefinido por las distintas partes y sus conexiones. La interdependencia entre sus partes hace quese distinga un sistema de una simple colección de objetos. En un sistema cualquier cambio en unode sus componentes puede afectar a los otros y al sistema mismo; además el sistema secaracteriza por poseer propiedades específicas que no tienen sus componentes por separado.

Se dice que un sistema se caracteriza porque sus componentes están arreglados de una maneraespecífica para cumplir con un propósito específico dentro de los límites definidos, de modo queconforman un todo.

En los estudios ecológicos es fundamental aplicar el enfoque de sistemas, por el cual se intentaincorporar en el análisis de una situación o en la comprensión de un fenómeno, la mayor cantidadposible de las variables que intervienen en el proceso estudiado.

De este modo, conocido el sistema se puede formular y evaluar un modelo para su comprensión,toma de decisiones, etc. Modelar es relacionar actividades tanto naturales como antrópicas consus efectos, generalmente de carácter negativo. El modelado se puede emplear para la descripcióny el análisis de sistemas medioambientales y sus interacciones. El aspecto más importante es queel ambiente puede ser descripto en términos de sistemas que muestren las interacciones mutuas.

El término ecosistema fue usado por primera vez en 1935 por Tansley para describir un complejode todos los organismos y su medio en un sitio dado. Sin embargo la idea de un complejoecológico es más remota, siendo adaptada posteriormente por los ecologistas. Lindemam (1942),por primera vez dice que un ecosistema es un sistema constituido por varios compartimientos.Estos compartimientos son denominados niveles tróficos (de alimentación) e incluyen losorganismos productores (plantas verdes), consumidores (primarios, secundarios, etc.) ydescomponedores. Se establece además que la energía es transferida entre estos diferentescompartimientos.

La idea de sistema comienza a ser el eje fundamental de la ecología moderna, ciencia que semueve en torno de las ideas de sistema, estructura y función. Fue Odum en 1963 quien conceptuóal ecosistema como una unidad funcional básica de la naturaleza que incluye componentes vivos yno vivos, cada uno interactuando con los otros e influenciando en sus propiedades, siendo ambos


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necesarios para mantener el desenvolvimiento del sistema. De este modo un ecosistema puede servisualizado como una serie de componentes: poblaciones de especies, materia orgánica,nutrientes, minerales primarios y secundarios y gases atmosféricos ligados todos por la tramaalimentaria, ciclaje de nutrientes y flujo de energía.

Al ecosistema se lo puede dividir en partes denominadas como factores de hábitat, que puedenser clasificados en factores climáticos, edáficos, bióticos, fisiográficos y humanos. Otra forma paraestudiar al ecosistema es la separación de los organismos vivos o porción biótica (biocenosis) delos componentes no vivos o porción abiótica (biotopo). El suelo, por ejemplo, compuesto deelementos minerales, humus y organismos vivos, actúa una parte como componente vivo y comono vivo. Forman parte de la porción biótica los productores, consumidores, reductores ydegradadores, y de la porción abiótica, el material geológico, la topografía, el fuego, el clima, etc.Para Odum el ecosistema se divide en cuatro elementos principales, también denominadoscomponentes del ecosistema: sustancias abióticas (agua, luz, oxígeno, dióxido de carbono,compuestos orgánicos, suelo y nutrientes), organismos productores, organismos consumidores(animales) y organismos descomponedores (bacterias y hongos).

En un ecosistema la estructura es la forma en que aparecen dispuestos sus componentes y lascaracterísticas que lo definen en un momento dado: componentes inertes, número de especies,abundancia de las mismas, etc. Para estudiar la estructura se analizan los elementos delecosistema.Los elementos son:

componentes interacción entre componentes entradas y salidas límites

En el esquema se marcan los elementos de un ecosistemaLímites

Entradas

Salidas

Salidas

Esquema de un ecosistema y las relaciones establecidas.componente abióticocomponente biótico


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relaciones

Los límites de los ecosistemas son difusos, imprecisos, son establecidos artificialmente parafacilitar su estudio o su manejo. Los límites están dados por el tipo y la intensidad de la relaciones.Los componentes con interrelaciones fuertes y directas pertenecen al ecosistema, aquelloscomponentes relacionados más débilmente o indirectamente pertenecerán a ecosistemasadyacentes.

Las entradas constituyen los aportes externos al sistema que condicionan el funcionamiento delmismo: energía solar, gases atmosféricos, nutrientes, otros tipos de energía, información, etc.

Por salidas se entiende al remanente de la actividad del ecosistema: calor, gases, producciónagrícola, información, etc.

Los componentes, como vimos anteriormente, se pueden clasificar en:

Componentes bióticos: plantas verdes, animales, bacterias y microorganismos. Componentes abióticos: CO2, O2, H2O, elementos y sales minerales y energía provista

como energía radiante por el sol.

Estos componentes están ordenados funcionalmente, estableciéndose relaciones entre ellos,entre los que se pueden citar: alimentación, reproducción, parasitismo, competencia, etc.

La estructura de un ecosistema difícilmente podría comprenderse si se desconocieran lasrelaciones causales e interacciones que tienen lugar en su interior. La función del sistema hacereferencia a los vínculos y afinidades que existen entre sus componentes, la cual está basada en elintercambio de energía y materia. Todo esto parece que debería tener un objetivo, una finalidad.Así como un organismo tiene como finalidad el mantenimiento y la perpetuidad de la especie, elecosistema tiende a maximizar la permanencia de la energía dentro de las estructuras biológicas:materia orgánica del suelo, madera, caparazones, estructuras de sostén, etc.; si es que existe talfinalidad.

El funcionamiento del ecosistema puede ser caracterizado a través del flujo de energía ycirculación de la materia a través de ciclos biogeoquímicos, tema que se abordará más adelante.

Entre los principales ecosistemas del mundo se pueden citar a los terrestres (desiertos, bosques,tundra) y acuáticos (océanos, estuarios, lagos y ríos, humedales: ciénagas de agua dulce, marismasy pantanos), los cuales están en diferente grado, alterados por el hombre. Dentro de los sistemascon mayor grado de modificación están los agroecosistemas.


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En el planisferio se ubican los principales ecosistemas terrestres y acuáticos:

Bosques lluviosos tropicales y ecuatoriales Bosques tropicales estacionales Sabana tropical Bosques templados caducifolios Bosques de coníferas Bosque lluvioso templado Praderas Desierto y semidesierto calientes, Desierto y semidesierto fríos Tundra ártica, Tundra alpina

Flujo Energético

En los ecosistemas, como se mencionó anteriormente, se produce un flujo de energía y un ciclajede la materia; se establece así una estructura trófica dentro del sistema, según la cual, loscomponentes bióticos se clasifican en categorías de organismos:

Productores: organismos capaces de fotosintetizar Consumidores: organismos que toman la materia y la energía fijadas por los productores.

Pueden ser consumidores primarios, los herbívoros o consumidores secundarios, loscarnívoros

Degradadores o descomponedores: se alimentan de organismos muertos y sus productos

Los componentes bióticos forman una cadena por la que circulan los alimentos del ecosistema,llamada cadena alimentaria o cadena trófica, siendo cada eslabón de la cadena un nivel trófico.


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Podríamos imaginar un número infinito de eslabones en la cadena alimentaria, pero debido a lagran disipación de energía que se produce al pasar de un eslabón a otro, su número es muyreducido y generalmente las cadenas tróficas son muy cortas ( Ver Eficiencia Ecológica).

Se pueden distinguir tres tipos de cadenas: predatoria parasítaria saprofítica

Generalmente las cadenas alimentarias tienen tramos de cadenas predatorias, seguidas de tramosparasitarios o viceversa y todas llegan a cadenas saprofíticas. Además, en un sistema puede habervarias cadenas tróficas y dentro de ellas las plantas siempre forman el primer eslabón.

En el próximo esquema se ven asociaciones alimentarias comunes entre productores yconsumidores en un ecosistema de pastizal, donde se destacan verdaderas redes tróficas:

Asociaciones tróficas en un ecosistema pastizal. Red trófica sencilla.


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El funcionamiento del ecosistema puede ser caracterizado a través del flujo energético ycirculación de la materia (ciclos biogeoquímicos). La transferencia de energía que ocurre de unoscomponentes vivos a otros, desde las plantas a los descomponedores, se la puede ver como uningreso directo en forma de radiación solar, saliendo de las cadenas de transferencia en forma decalor. La materia sirve de vehículo a este flujo de energía y se transforma continuamente en elsistema mediante reacciones de óxido-reducción. Cuando la materia se reduce puede almacenarenergía y cuando se oxida, la libera. De ese modo siempre ocurre un flujo desde una fuente, el sol,y un sumidero que es el espacio, proceso donde se verifican los principios de la termodinámica ydonde los organismos participan como eslabones de una cadena.

En la naturaleza, de acuerdo con el primer principio de la termodinámica, la energía no sedestruye ni se pierde sino que se transforma. La síntesis de materia orgánica, la mineralización dela misma, el crecimiento, el movimiento de los individuos, etc., son todos trabajos que requierenenergía. El segundo principio establece que en cada transformación de la energía, hay una pérdidade la misma en el sistema en forma de calor.

La energía entra al sistema a través de los productores primarios. Cada nivel de almacenamientode energía es denominado nivel trófico. La transferencia de energía de un nivel trófico a otronunca es del 100% de eficiencia.

Una pequeña parte de la energía que llega del sol es captada por las plantas, convirtiéndola enenergía química bajo la forma de hidratos de carbono y otros compuestos orgánicos, mediante elproceso de fotosíntesis. El depósito de energía de los productores es por un lado el depósito dealimentos de los herbívoros y por otro el depósito de materia orgánica muerta, que sirve dealimentos a los degradadores. Asimismo el depósito almacenado por los herbívoros es en partealimento de los carnívoros y el resto forma parte del depósito de materia orgánica muerta. Lomismo ocurre en los siguientes niveles tróficos. La materia orgánica muerta se descompone ycierta parte queda bloqueada en los depósitos de combustibles fósiles, que puede ser liberadacuando se produce la combustión de los mismos.

Cualquiera que sea el ecosistema estudiado, siempre se trata de un problema de elaboración,circulación, acumulación y transformación de materia (energía potencial) por acción de seres vivosy de su metabolismo.

El flujo de energía a través de los diferentes niveles tróficos de un ecosistema puede serrepresentado por la figura siguiente:


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PRODUCTORES

DESINTEGRADORES

HERBÍVOROS

CARNÍVOROS I

CARNÍVOROS II

SUELO AGUA

ENERGÍA SOLAR


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Cada nivel trófico tiene diferente biomasa, la cual se puede representar con una pirámide como laque se muestra en el gráfico:

Masa total de todos los carnívoros= Biomasa del III Nivel

Masa total de todos los herbívoros= Biomasa del II Nivel

Masa total de todos los productores= Biomasa del I Nivel


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Segmentos de Pirámide =Biomasa Relativa de cada nivel trófico

En el esquema siguiente se ejemplifica cómo funcionan los diferentes grupos en una comunidaddentro de un ecosistema donde se detallan los procesos relacionados a la alimentación y lassecuencias derivadas de la cadena trófica, donde se representa la biomasa y la necromasacorrespondiente a cada nivel trófico.

Ciclo de la Materia

Ciertos elementos químicos son indispensables para mantener vivos a los organismos. Elementoscomo el carbono (C), nitrógeno (N2), hidrógeno (H), y oxígeno (O2), se necesitan en grandes

GRUPOS FUNCIONALES SEGÚN SUS RELACIONES TROFICAS

ENERGÍA


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cantidades, mientras que otros se necesitan en cantidades menores. Estos elementos circulan enla biosfera a través de vías características, pasando del ambiente a los organismos y volviendo otravez al MA, estas vías más o menos circulares se conocen como ciclos.

Un ciclo biogeoquímico es un circuito que recorre una sustancia inorgánica a través de unecosistema. Esas sustancias inorgánicas pueden ser agua, carbono, nitrógeno, fósforo, azufre,potasio, magnesio, calcio, sodio, cloro, y en menor proporción, elementos como el hierro ycobalto. El concepto de ciclos biogeoquímicos se referirse a las trayectorias de los elementosquímicos entre los organismos y el ambiente, es decir, entre los componentes bióticos y abióticosde la biosfera.

Los elementos siguen un comportamiento general de su reciclado en el ecosistema. En él sedistinguen compartimentos donde los elementos se mueven por procesos metabólicos como lafotosíntesis, respiración, excreción y procesos del ambiente como erosión, combustión, lixiviación,etc. Los elementos se reciclan rápidamente en algunas fases y con mayor lentitud en otras; entérminos generales el recorrido es el siguiente:

Comportamiento general de ciclado de nutrientes. Compartimientos por los que circulan loselementos y compuestos.


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Algunos organismos acumulan ciertos elementos y compuestos a partir del ambiente y es lo quese conoce como bioacumulación. Cuando las cargas son muy altas en relación con lasconcentraciones externas se la llama bioconcentración (ej. los metales pesados en tejidos). Si lasustancia acumulada se conserva (no es degradada por los procesos celulares) y se almacena, losorganismos que se alimenten del bioacumulador consumirán una dosis alta. La concentracióncorporal de las sustancias conservadas que circularon por la cadena alimentaria, puede aumentaren los niveles superiores de la cadena produciendo un fenómeno llamado biomagnificación.

Los ciclos biogeoquímicos se dividen en dos tipos según sea el sumidero correspondiente:

1. Ciclos gaseosos - el depósito está en la atmósfera o hidrosfera (mar), tienden a estar siempre encirculación y se pueden considerar relativamente perfectos: nitrógeno (N2), carbono (C), oxígeno(O2).

2. Ciclos sedimentarios - el depósito está en la corteza de la tierra. Comprende elementos como elfósforo (P) y el hierro (Fe), entre otros, que son más vulnerables por parte de perturbacioneslocales, porque la gran masa del material se encuentra en un depósito relativamente inactivo einmóvil en la corteza terrestre.

El sumidero o fondo del nutriente analizado es donde se encuentra en mayor cantidad y por logeneral bajo una forma química menos activa que la que adquiere cuando entra en loscompartimentos biológicos. El Índice de flujo es el movimiento de nutrientes entre doscompartimentos y se lo mide por la cantidad de elemento que pasa de un compartimiento a otropor unidad de tiempo.

Para algunos autores, según el ciclo se produzca en sistemas más o menos amplios se clasificanademás en:

5. Ciclos locales: se dan en el interior de un ecosistema como puede ser el ciclo del Fósforo.

2. Ciclos globales: se realizan intercambios entre el ecosistema y la atmósfera donde puedentener grandes desplazamientos. Ej. ciclos del N2, C, O2 y agua.

Esta clasificación se asemeja a la citada anteriormente y se puede decir que los ciclos globalesvinculan a los organismos vivos en un gran ecosistema que es la biosfera. Se analizarán dos ciclosglobales y uno local; en cada caso se presenta un esquema de ciclo muy simplificado y otros máselaborados para su mejor comprensión.

Ciclo del Carbono

En las siguientes figuras se esquematiza el ciclo del Carbono:


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En el primer diagrama se muestran los reservorios y el flujo del C; en el segundo se ve el ciclo anivel terrestre y en el tercer esquema se analiza el movimiento del C en un ecosistema acuático.

Este elemento es fundamental en la formación de las moléculas de carbohidratos, lípidos,proteínas y ácidos nucleicos, pues todas las moléculas orgánicas están formadas por cadenas decarbonos enlazados entre sí. La reserva fundamental de carbono, en moléculas de CO2 que losseres vivos puedan asimilar, es la atmósfera y la hidrosfera. Este gas está en la atmósfera en unaconcentración de más del 0,03%. Las plantas absorben el CO2 y a través de la fotosíntesis loincorporan bajo las formas químicas mencionadas anteriormente constituyendo sus tejidos.Vuelve a la atmósfera por el proceso de la respiración donde los seres vivos oxidan los alimentosproduciendo CO2. En el conjunto de la biosfera la mayor parte de la respiración proviene de lasplantas y los organismos del suelo y no de los animales de mayor porte.

En los ecosistemas acuáticos, los organismos toman el CO2 del agua y en los ecosistemas marinosalgunos organismos convierten parte del CO2 que toman en carbonato de calcio (CaCO3) quenecesitan para formar sus conchas, caparazones o masas rocosas de los arrecifes. Cuando estosorganismos mueren sus estructuras se depositan en el fondo formando rocas sedimentariascalizas; allí el C queda retirado del ciclo durante miles de años, pudiendo volver lentamente al ciclocuando se disuelven las rocas.

Un depósito importante de C lo constituyen el petróleo, carbón y combustibles fósiles en general.Por la actividad humana, con la combustión de los mismos, se está devolviendo CO2 a laatmósfera, factor que interviene en dos procesos globales muy importantes como son el cambioclimático y el efecto invernadero.

Ciclo del Nitrógeno

El principal reservorio de este elemento está en la atmósfera, donde se encuentra en unaconcentración del 79% en forma de N2, pero esta molécula no puede ser utilizada directamentepor la mayoría de los seres vivos. Los organismos emplean el nitrógeno en la síntesis de proteínas,ácidos nucleicos como el ADN y ARN y otros compuestos fundamentales del metabolismo.

Las responsables de la fijación del nitrógeno atmosférico son un grupo de bacterias y algascianofíceas, las cuales convierten el N2 en otras formas químicas (nitratos NO3

- y amonio NH4+)

asimilables por las plantas, compuestos que son absorbidos por las raíces y empleados en elmetabolismo. Usan esos átomos de N para la síntesis de las proteínas y ácidos nucleicos.

Los animales obtienen su nitrógeno al comer plantas u otros animales. En ellos, el metabolismo delos compuestos nitrogenados forma ión amonio que es muy tóxico y debe ser eliminado. Estaeliminación se hace principalmente en forma de amoniaco, urea o ácido úrico. Estos compuestosvan a la tierra o al agua de donde pueden ser tomados nuevamente por plantas y algunasbacterias. La materia orgánica del suelo es degradada por bacterias que producen desnitrificación,convirtiendo los compuestos de N en N2, lo que hace que vuelva nuevamente nitrógeno a la


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atmósfera. Al igual que en el ciclo del C, en este ciclo parte proviene y se deposita en lossedimentos profundos. Además se da también que la intervención del hombre ha producidomodificaciones al ciclo con el manejo incorrecto de fertilizantes, guanos, purines, etc. generandoproblemas de contaminación ambiental como eutrofización, smog fotoquímico, entre otros.


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Esquema del ciclo del N en ambientes terrestres y acuáticos.


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Ciclo de Fósforo

El fósforo (P) es un elemento constitutivo muy imponente y necesario del protoplasma, ya que seusa para la formación de ADN, ATP y otros compuestos de gran imponencia para la vida. El fósforotiende a circular a través de la descomposición de los compuestos orgánicos hasta transformarseen fosfatos que quedan nuevamente a disposición de las plantas. El gran depósito de fósforo no esel aire, sino que son las rocas fosfatadas. A través del tiempo por erosión se liberan gradualmentefosfato hacia el ecosistema, pero una gran proporción de este compuesto va al mar, donde unaparte se deposita en las aguas someras y otra se precipita, perdiéndose en los sedimentos marinosprofundos. La parte que se deposita en las aguas someras está otra vez disponible para la síntesisdel nuevo protoplasma de los organismos. Los siguientes esquemas simplifican el movimiento delfósforo en los diferentes compartimientos del ambiente biótico y abiótico:


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Ciclo del Fósforo en sus diferentes formas.

Del mismo modo en que los elementos de ciclan, el agua y las moléculas sintetizadaspor el hombre tienen su ciclo y es fundamental su conocimiento para la comprensión delos procesos de contaminación.

Cadenas y Redes Tróficas

Como ya se analizara en el tema de Flujo de Energía los niveles tróficos productores, consumidoresy descomponedores mantienen unas relaciones lineales mutuas llamadas cadenas alimenticias otróficas, cuyos eslabones están ligados entre sí.

Las múltiples interacciones que existen entre los individuos impide generalmente definir en formaclara una cadena trófica. Esto se debe en parte a que, según las circunstancias, un depredaror almismo tiempo puede ser presa. Por ello se conforman las llamadas redes alimentarias o tróficas,las cuales están constituidas por una serie de cadenas que se relacionan fuertemente. En una redalimentaria cada individuo ocupa un nudo en una intersección de relaciones tróficas. La forma derepresentar las redes tróficas es utilizando las denominadas pirámides tróficas (ver esquema en elpunto de flujo de energía). Todos los niveles aportan materia a los descomponedores, mientrasque cada nivel vive a expensas del inferior. Según el parámetro que se tienen en cuenta, sepueden construir pirámides de número de individuos, biomasa o energía. En la pirámide de


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número de individuos, los rectángulos son proporcionales al número de seres por unidad desuperficie o volumen que componen la biocenosis. Este tipo de representación es poco utilizadapor su baja representatividad, ya que las grandes diferencias físicas entre individuos introducenuna idea errada por la diferencia de tamaño entre las especies.

Las pirámides de biomasa son una de de las más utilizadas. Aquí se tiene en cuenta la cantidad demateria viva de cada nivel trófico. Los rectángulos son proporcionales a cada categoría. La masatotal de los organismos de cada nivel es medido en gramos o kilogramos de todos los individuos, oen calorías; referidos a una unidad de superficie o volumen.

En la pirámide ecológica que se representa a continuación, correspondiente a un ecosistemapampeano, se muestra que el primer escalón está formado por los productores y el último por unorganismo carnívoro. Se debe tener en cuenta que es una simplificación de la trama alimentaria.

Pirámide ecológica de un ecosistema de pastizal de Argentina.


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Productividad

La productividad está relacionada con la transferencia de energía y biomasa entre niveles tróficos.Se denomina productividad a la velocidad de producción de biomasa, es el resultado de dividir labiomasa inicial y la biomasa final transcurrido un tiempo determinado. Para la mejor comprensiónse puede clasificar en:Productividad Primaria es la velocidad de almacenamiento de los

productores en forma de materia orgánica. Puede dividirse en productividad bruta oproductividad neta:Productividad Bruta, se le denomina así cuando se considera latotalidad de la energía química almacenada por los productores en forma de materiaorgánica (incluida la consumida en la respiración).Productividad Neta, también llamada deasimilación, es denominada así cuando sólo se tiene en cuenta el aumento final debiomasa de los productores. Habitualmente se mide en gramos de peso seco por metrocuadrado de superficie y día. Productividad Secundaria es la biomasa producida por losconsumidores o descomponedores.

Estos temas son importantes para comprender el funcionamiento de los ecosistemas terrestres,acuáticos, sus interacciones y evolución.

Bibliografía y Sitios Web para ampliar el tema

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Portales recomendados

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ecología. definición y conceptosecaths1.s3.amazonaws.com/ecogefaz/1824702856.ecologia...unt -...

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