viernes, 2 de marzo de 2012

1.7. Cadenas Tròficas


Es el proceso de transferencia de energía alimenticia a través de una serie de organismos, en el que cada uno se alimenta del precedente y es alimento del siguiente. También conocida como cadena alimentaria, es la corriente de energía y nutrientes que se establece entre las distintas especies de un ecosistema en relación con su nutrición.


Cada cadena se inicia con un vegetal, productor u organismo autótrofo o sea un organismo que "fabrica su propio alimento" sintetizando sustancias orgánicas a partir de sustancias inorgánicas que toma del aire y del suelo, y energía solar (fotosíntesis), o mediante sustancias y reacciones químicas (quimiosintesis).


Los demás integrantes de la cadena se denominan consumidores. Aquél que se alimenta del productor, será el consumidor primario, el que se alimenta de este último será el consumidor secundario que seria un carnívoro y un terciario que sería un omnívoro o un supercarnivoro de alguna forma. Son consumidores primarios, los herbívoros. Son consumidores secundarios los carnívoros, terciarios omnívoros y los cuaternarios necrófagos


Existe un último nivel en la cadena alimentaria que corresponde a los descomponedores o degradadores. Son los Microorganismos. Éstos actúan sobre los organismos muertos, degradan la materia orgánica. Posteriormente por acción del ambiente, los microorganismos transforman nuevamente los nutrientes en materia orgánica disponible para las raíces o en sustancias inorgánicas devolviéndola al suelo (nitratos, nitritos, agua) y a la atmósfera (dióxido de carbono).


Red trófica


Es la sucesión ordenada de los organismos en el cual un individuo se alimenta del anterior y es comido por el que sigue. Las redes tróficas describen los hábitos alimentarios y de las interacciones que se dan entre los individuos de una comunidad. Por ejemplo: (Alfalfa-conejo-serpiente-halcón) (Algas marinas-peces-gaviota)


Eslabones


En una cadena trófica, cada eslabón (nivel trófico) obtiene la energía necesaria para la vida del nivel inmediatamente anterior; y el productor la obtiene del sol. De este modo, la energía fluye a través de la cadena de forma lineal.


En este flujo de energía se produce una gran pérdida de la misma en cada traspaso de un eslabón a otro, por lo cual un nivel de consumidor alto (ej: consumidor terciario) recibirá menos energía que uno bajo (ej: consumidor primario).


Dada esta condición de flujo de energía, la longitud de una cadena no va más allá de consumidor terciario o cuaternario.


Desaparición de un eslabón


Una cadena alimentaria en sentido estricto, tiene varias desventajas en caso de desaparecer un eslabón:


1. Desaparecerán con él todos los eslabones anteriores pues se quedarán sin alimento.


2. Se superpoblará el nivel inmediato posterior, debido a que ya no existe su predador.


3. Se desequilibrarán los niveles más bajos como consecuencia de lo mencionad o en 1) y 2) .


En realidad esto rara vez ocurre porque las cadenas alimentarias en sentido estricto no existen; cuando desaparece un eslabón otros consumidores ocupan su lugar. La red es modificada pero el impacto en el ecosistema no es tan severo como en la descripción anterior. esto es un eslabon de lujo


Niveles tróficos de un ecosistema


En una biocenosis o comunidad biológica existen:


§ Productores primarios, autótrofos, que utilizando la energía solar (fotosíntesis) o reacciones químicas minerales (quimiosíntesis) obtienen la energía necesaria para fabricar materia orgánica a partir de nutrientes inorgánicos.


§ Consumidores, heterótrofos, que producen sus componentes a partir de la materia orgánica procedente de otros seres vivos.


§ Las especies consumidoras pueden ser, si las clasificamos por la modalidad de explotación del recurso:


§ Predadores y pecoreadores. Organismos que ingieren el cuerpo de sus presas, entero o en parte. Esta actividad puede llamarse y se llama a veces predación, pero es más común ver usado este término sólo para la actividad de los carnívoros, es decir, los consumidores de segundo orden o superior (ver más abajo).


§ Descomponedores y detritívoros. Los primeros son aquellos organismos saprótrofos, como bacterias y hongos, que aprovechan los residuos por medio de digestión externa seguida de absorción (osmotrofia). Los detritívoros son algunos protistas y pequeños animales, que devoran (fagotrofia) los residuos sólidos que encuentran en el suelo o en los sedimentos del fondo, así como animales grandes que se alimentan de cadáveres, que es a los que se puede llamar propiamente carroñeros.


§ Parásitos y comensales. Los parásitos pueden ser depredados, como lo son los pulgones de las plantas por mariquitas, o los parásitos de los grandes herbívoros africanos, depredados por picabueyes y otras aves. Los parásitos suelen a su vez tener sus propios parásitos, de manera que cada parásito primario puede ser la base de una cadena trófica especial de parásitos de distintos órdenes.


§ Si examinamos el nivel trófico más alto de entre los organismos explotados por una especie, atribuiremos a ésta un orden en la cadena de transferencias, según el número de términos que tengamos que contar desde el principio de la cadena:


§ Consumidores primarios, los fitófagos o herbívoros. Devoran a los organismos autótrofos, principalmente plantas o algas, se alimentan de ellos de forma parásita, como hacen por ejemplo los pulgones, son comensales o simbiontes de plantas, como las abejas, o se especializan en devorar sus restos muertos, como los ácaros oribátidos o los milpiés.


§ Consumidores secundarios, los zoófagos o carnívoros, que se alimentan directamente de consumidores primarios, pero también los parásitos de los herbívoros, como por ejemplo el ácaro Varroa, que parasitiza a las abejas.


§ Consumidores terciarios, los organismos que incluyen de forma habitual consumidores secundarios en su fuente de alimento. En este capítulo están los animales dominantes en los ecosistemas sobre los que influyen en una medida muy superior a su contribución, siempre escasa, a la biomasa total. En el caso de los grandes animales cazadores, que consumen incluso otros depredadores, les corresponde ser llamados superpredadores (o superdepredadores). En ambientes terrestres son, por ejemplo, las aves de presa y los grandes felinos y cánidos. Éstos siempre han sido considerados como una amenaza para los seres humanos, por padecer directamente su predación o por la competencia por los recursos de caza, y han sido exterminados de manera a menudo sistemática y llevados a la extinción en muchos casos. En este capítulo entrarían también, además de los predadores, los parásitos y comensales de los carnívoros.


§ En realidad puede haber hasta seis o siete niveles tróficos de consumidores, rara vez más, formando como hemos visto no sólo cadenas basadas en la predación o captura directa, sino en el parasitismo, el mutualismo, el comensalismo o la descomposición.


Es de notar, que en muchas especies distintas, categorías de individuos pueden tener diferentes maneras de nutrirse, que en algunos casos las situarían en distintos niveles tróficos. Por ejemplo las moscas de la familia Sarcophagidae, son recolectoras de néctar y otros líquidos azucarados durante su vida adulta, pero mientras son queresas (larvas) su alimentación típica es a partir de cadáveres (están entre los “gusanos” que se desarrollan durante la putrefacción). Los anuros (ranas y sapos) adultos son carnívoros, pero sus larvas, los renacuajos, roen las piedras para obtener algas. En los mosquitos (familia Culicidae) las hembras son parásitas hematófagas de animales, pero los machos emplean su aparato bucal picador para alimentarse de savia vegetal.


Bibliografía.

Villee, C.(1995). Biología 7°Edición. México: Mc Graw-Hill Interamericana.

1.6. Productividad Ecológica


Es la velocidad a la que es almacenada la energía a través de la fotosíntesis. La velocidad total de la fotosíntesis es la productividad primaria bruta, es decir, toda la energía utilizada por la planta incluyendo su propio consumo. La productividad primaria neta es la materia orgánica sintetizada por las algas y las plantas y que queda como alimento para las especies herbívoras. La productividad en los otros niveles es la secundaria. La cantidad o peso de materia orgánica producida por un organismo, una especie o una comunidad es la biomasa, la cual depende de la velocidad de producción.
En un ecosistema, las conexiones entre las especies se relacionan generalmente con su papel en la cadena alimentaria. Hay tres categorías de organismos:
  • Productores o Autótrofos -- Generalmente las plantas o las cianobacterias que son capaces de fotosintetizar pero podrían ser otros organismos tales como las bacterias cerca de los respiraderos del océano que son capaces de quimiosintetizar.
  • Consumidores o Heterotrofos -- Animales, que pueden ser consumidores primarios (herbívoros), o consumidores secundarios o terciarios (carnívoros y omnívoros).
  • Descomponedores o detritívoros -- Bacterias, hongos, e insectos que degradan la materia orgánica de todos los tipos y restauran los alimentos al ambiente. Entonces los productores consumirán los alimentos, terminando el ciclo.
Estas relaciones forman las secuencias, en las cuales cada individuo consume el preceder y es consumido por el que sigue, lo que se llama cadenas alimentarias o las redes del alimento. En una red de alimento, habrá pocos organismos en cada nivel como uno sigue los acoplamientos de la red encima de la cadena, formando una pirámide.
Estos conceptos llevan a la idea de biomasa (la materia viva total en un ecosistema), de la productividad primaria (el aumento en compuestos orgánicos), y de la productividad secundaria (la materia viva producida por los consumidores y los descomponedores en un rato dado). Estas dos ideas pasadas son dominantes, puesto que permiten evaluar la capacidad de carga -- el número de organismos que se pueden apoyar por un ecosistema dado. En ninguna red del alimento, la energía contenida en el nivel de los productores no se transfiere totalmente a los consumidores. Se pierden el ascendentes cuanto más alta es la cadena, más la energía y los recursos. Así, puramente de una energía y de un punto de vista del alimento, es más eficiente para que los seres humanos sean consumidores primarios (subsistir de vehículos, de granos, de las legumbres, de la fruta, del etc.) que ser consumidores secundarios (herbívoros consumidores, omnívoros, o sus productos) y aún más tan que como consumidor terciario (carnívoros consumidores, omnívoros, o sus productos). Un ecosistema es inestable cuando se sobra la capacidad de carga. La productividad total de los ecosistemas es estimada a veces comparando tres tipos de ecosistemas cones base en tierra y el total de ecosistemas acuáticos. Levemente sobre mitad de la producción primaria se estima para ocurrir en tierra, y el resto en el océano.
  • Los bosques (1/3 de la superficie terrestre de la Tierra) contiene biomasas densas y es muy productiva.
  • Sabanas, praderas, y pantanos (1/3 de la superficie terrestre de la Tierra) contiene biomasas menos densas, pero es productiva. Estos ecosistemas representan a las mayores partes de qué seres humanos dependen encendido para el alimento.
  • Ecosistemas extremos en las áreas con climas más extremos -- desiertos y semi-desiertos, tundra, prados alpestres, y estepas -- (1/3 de la superficie terrestre de la Tierra) tiene biomasas muy escasas y baja productividad
  • Finalmente, los ecosistemas del agua marina y dulce (3/4 de la superficie terrestre de la Tierra) contiene biomasas muy escasas (aparte de las zonas costeras).
Los ecosistemas difieren en su biomasa (carbón de los gramos por metro cuadrado) y la productividad (carbón de los gramos por metro cuadrado por día), y las comparaciones directas de la biomasa y la productividad puede no ser válida. Un ecosistema tal como este encontrado en taiga puede ser alto en biomasa, pero de crecimiento lento y así bajo en productividad. Los ecosistemas se comparan a menudo en base de su volumen de ventas (cociente de la producción) o del tiempo del volumen de ventas que sean los recíprocos del volumen de ventas. Las acciones humanas durante los últimos siglos han reducido seriamente la cantidad de la tierra cubierta por los bosques (tala de árboles), y han aumentado agroecosistemas. En últimas décadas, un aumento en las áreas ocupadas por ecosistemas extremos ha ocurrido, por ejemplo la desertificación.

Bibliografía

Gonzales A. y Medina N.(1999) Ecología. México: McGraw Hill

1.5. Ciclos biogeoquìmicos

Se denomina ciclo biogeoquímico al movimiento de cantidades masivas de carbono, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, calcio, sodio, azufre, fósforo, potasio, y otros elementos entre los seres vivos y el ambiente (atmósfera, biomasa y sistemas acuáticos) mediante una serie de procesos de producción y descomposición. En la biosfera la materia es limitada de manera que su reciclaje es un punto clave en el mantenimiento de la vida en la Tierra; de otro modo, los nutrientes se agotarían y la vida desaparecería.

CICLO DEL AZUFRE

                                    
El azufre forma parte de proteínas. Las plantas y otros productores primarios lo obtienen principalmente en su forma de ion sulfato (SO4 -2). Los organismos que ingieren estas plantas lo incorporan a las moléculas de proteína, y de esta forma pasa a los organismos del nivel trófico superior. Al morir los organismos, el azufre derivado de sus proteínas entra en el ciclo del azufre y llega a transformarse para que las plantas puedan utilizarlos de nuevo como ion sulfato.


Los intercambios de azufre, principalmente en su forma de dióxido de azufre (SO2), realizan entre las comunidades acuáticas y terrestres, de una manera y de otra en la atmósfera, en las rocas y en los sedimentos oceánicos, en donde el azufre se encuentra almacenado. El SO2 atmosférico se disuelve en el agua de lluvia o se deposita en forma de vapor seco. El reciclaje local del azufre, principalmente en forma de ion sulfato, se lleva a cabo en ambos casos. Una parte del sulfuro de hidrógeno (H2S), producido durante el reciclaje local del sulfuro, se oxida y se forma SO2.



CICLO DEL NITRÓGENO

Los organismos emplean el nitrógeno en la síntesis de proteínas, ácidos nucleicos (ADN y ARN) y otras moléculas fundamentales del metabolismo.
Su reserva fundamental es la atmósfera, en donde se encuentra en forma de N2, pero esta molécula no puede ser utilizada directamente por la mayoría de los seres vivos (exceptuando algunas bacterias).Esas bacterias y algas cianofíceas que pueden usar el N2 del aire juegan un papel muy importante en el ciclo de este elemento al hacer la fijación del nitrógeno. De esta forma convierten el N2 en otras formas químicas (nitratos y amonio) asimilables por las plantas.El amonio (NH4+) y el nitrato (NO3-) lo pueden tomar las plantas por las raíces y usarlo en su metabolismo. Usan esos átomos de N para la síntesis de las proteínas y ácidos nucleicos. Los animales obtienen su nitrógeno al comer a las plantas o a otros animales.En el metabolismo de los compuestos nitrogenados en los animales acaba formándose ión amonio que es muy tóxico y debe ser eliminado. Esta eliminación se hace en forma de amoniaco (algunos peces y organismos acuáticos), o en forma de urea (el hombre y otros mamíferos) o en forma de ácido úrico (aves y otros animales de zonas secas). Estos compuestos van a la tierra o al agua de donde pueden tomarlos de nuevo las plantas o ser usados por algunas bacterias.Algunas bacterias convierten amoniaco en nitrito y otras transforman este en nitrato. Una de estas bacterias (Rhizobium) se aloja en nódulos de las raíces de las leguminosas (alfalfa, alubia, etc.) y por eso esta clase de plantas son tan interesantes para hacer un abonado natural de los suelos.Donde existe un exceso de materia orgánica en el mantillo, en condiciones anaerobias, hay otras bacterias que producen desnitrificación, convirtiendo los compuestos de N en N2, lo que hace que se pierda de nuevo nitrógeno del ecosistema a la atmósfera.



CICLO DEL FÓSFORO

El ciclo del fósforo es un ciclo biogeoquímico, describe el movimiento de este elemento químico en un ecosistema.Los seres vivos toman el fósforo (P) en forma de fosfatos a partir de las rocas fosfatadas, que mediante meteorización se descomponen y liberan los fosfatos. Éstos pasan a losvegetales por el suelo y, seguidamente, pasan a los animales. Cuando éstos excretan, los  descomponedores actúan volviendo a producir fosfatos.Una parte de estos fosfatos son arrastrados por las aguas al mar, en el cual lo toman las algas, peces y aves marinas, las cuales producen guano, el cual se usa como abono en la agricultura ya que libera grandes cantidades de fosfatos; los restos de las algas, peces y los esqueletos de los animales marinos dan lugar en el fondo del mar a rocas fosfatadas, que afloran por movimientos orogénicos.

De las rocas se libera fósforo y en el suelo, donde es utilizado por las plantas para realizar sus funciones vitales. Los animales obtienen fósforo al alimentarse de las plantas o de otros animales que hayan ingerido. En la descomposición bacteriana de los cadáveres, el fósforo se libera en forma de ortofosfatos (H3PO4) que pueden ser utilizados directamente por los vegetales verdes, formando fosfato orgánico (biomasa vegetal), la lluvia puede transportar este fosfato a los mantos acuíferos o a los océanos. El ciclo del fósforo difiere con respecto al del carbono, nitrógeno y azufre en un aspecto principal. El fósforo no forma compuestos volátiles que le permitan pasar de los océanos a la atmósfera y desde allí retornar a tierra firme. Una vez en el mar, solo existen dos mecanismos para el reciclaje del fósforo desde el océano hacia los ecosistemas terrestres. Uno es mediante las aves marinas que recogen el fósforo que pasa a través de las cadenas alimentarias marinas y que pueden devolverlo a la tierra firme en sus excrementos. Además de la actividad de estos animales, hay la posibilidad del levantamiento geológico de los sedimentos del océano hacia tierra firme, un proceso medido en miles de años.
El hombre también moviliza el fósforo cuando explota rocas que contienen fosfato.La proporción de fósforo en la materia viva es relativamente pequeña, pero el papel que desempeña es vital. Es componente de los ácidos nucleicos como el ADN. Muchas sustancias intermedias en la fotosíntesis y en la respiración celular están combinadas con el fósforo, y los átomos de fósforo proporcionan la base para la formación de los enlaces de alto contenido de energía del ATP, se encuentra también en los huesos y los dientes de animales. Este elemento en la tabla periódica se denomina como "P".La mayor reserva de fósforo está en la corteza terrestre y en los depósitos de rocas marinas.

CICLO DEL CALCIO.



La lluvia combinada con el CO2 y los demás agentes atmosféricos, como el viento y la temperatura, reaccionan y meteorizan las rocas calizas y las rocas carbonaticas ígneas que contienen el calcio en grandes cantidades, arrastrando los compuestos del calcio a los suelos en donde las plantas toman el calcio para sus actividades metabólicas. De aquí pasa a los herbívoros y de estos a los carnívoros para luego ser degradado por medio de los descomponedores. El calcio se recicla continuamente en la litosfera y poco a poco por efecto de la erosión en los suelos, producida por el transporte de las aguas subterráneas y por los agentes atmosféricos como el viento y el agua de lluvia, el calcio se escurre a los arroyos y ríos.El calcio forma depósitos sedimentarios en las cuevas y por efecto de la erosión, este elemento pasa a los cuerpos de agua que se forman cuando caen las lluvias y el agua se filtra por las paredes y el techo de las cuevas.También de forma directa, el calcio va a parar a los ríos para que este elemento químico sea usado por moluscos de agua dulce como gasterópodos y bivalvos, por peces de agua dulce y algas unicelulares que pertenecen al agua dulce; estos animales al morir dejan el calcio para que se una a los sedimentos del rio, esto demuestra entonces que el ciclo del calcio es un ciclo sedimentario únicamente pues no hay naturalmente calcio gaseoso en la atmósfera.En una cantidad reducida, el calcio sobrante es transportado por el río hacia el mar. En el mar, el calcio es asimilado por las algas unicelulares que son consumidas por el zooplancton o demás microorganismos (entre ellos foraminíferos) y estos finalmente consumidos por los peces de agua salada. También es consumido por bivalvos y corales para formar sus conchas y esqueletos respectivamente.Cuando los peces, corales y bivalvos marinos como ostras y mejillones mueren, los esqueletos y las conchas se depositan en el fondo marino uniéndose a otros sedimentos listos para formar piedra caliza y después, emerger a la superficie por levantamiento geológico.Por compactación, el calcio restante se vuelve parte del suelo marino. Por medio de la subducción, la placa que contiene el calcio en el suelo se funde y se combina con el magma para ascender a la litosfera por medio de las erupciones volcánicas en combinación de otros elementos en forma de rocas carbonaticas ígneas comenzando de nuevo el ciclo. Las rocas calizas que se encuentran enterradas en la tierra por procesos geológicos del pasado son degradadas por las bacterias del suelo, así se encuentran en forma disponible para las plantas de dicho suelo y gracias a la acción de la precipitación estas rocas vuelven a ser parte del ciclo.Gracias al ciclo hidrológico, el calcio que también forma parte de la corteza continental, no tarda en llegar desde la litosfera hasta la hidrosfera aunque parte del calcio total se transforma por sedimentación en minerales como la dolomita, el yeso y la anhidrita ya que el calcio es muy poco pedido por la biosfera en relación a otros elementos químicos y tiene esa oportunidad de sedimentar. El calcio global, es decir, la cantidad total de calcio en la tierra, no es un factor limitante pero tampoco es un elemento del cual se pueda prescindir.

CICLO DEL CARBONO.

El ciclo del carbono es el sistema de las transformaciones químicas de compuestos que contienen carbono en los intercambios entre biosfera, atmósfera, hidrosfera y litosfera. Es un ciclo biogeoquímico de gran importancia para la regulación del clima de la Tierra, y en él se ven implicadas actividades básicas para el sostenimiento de la vida.El carbono es un componente esencial para los vegetales y animales. Forma parte de compuestos como: la glucosa, carbohidrato importantes para la realización de procesos como: la respiración; también interviene en la fotosíntesis bajo la forma de CO2 (dióxido de carbono) tal como se encuentra en la atmósfera.
La reserva fundamental de carbono, en moléculas de CO2 que los seres vivos puedan asimilar, es la atmósfera y la hidrosfera. Este gas está en la atmósfera en una concentración de más del 0,03% y cada año aproximadamente un 5% de estas reservas de CO2 se consumen en los procesos de fotosíntesis, es decir que todo el anhídrido carbónico se renueva en la atmósfera cada 21 años.
La vuelta de CO2 a la atmósfera se hace cuando en la respiración, los seres vivos oxidan losalimentos produciendo CO2. En el conjunto de la biosfera la mayor parte de la respiración la hacen las raíces de las plantas y los organismos del suelo y no, como podría parecer, los animales más visibles.

Los productos finales de la combustión son CO2 y vapor de agua. El equilibrio en la producción y consumo de cada uno de ellos por medio de la fotosíntesis hace posible la vida.
Los vegetales verdes que contienen clorofila toman el CO2 del aire y durante la fotosíntesis liberan oxígeno, además producen el material nutritivo indispensable para los seres vivos. Como todas las plantas verdes de la tierra ejecutan ese mismo proceso diariamente, no es posible siquiera imaginar la cantidad de CO2 empleada en la fotosíntesis.En la medida de que el CO2 es consumido por las plantas, también es remplazado por medio de la respiración de los seres vivos, por la descomposición de la materia orgánica y como producto final de combustión del petróleo, hulla, gasolina, etc.
En el ciclo del carbono participan los seres vivos y muchos fenómenos naturales como los incendios.Los seres vivos acuáticos toman el CO2 del agua. La solubilidad de este gas en el agua es muy superior a la que tiene en el aire.

Bibliografía.

Calixto, R. F. Herrera, L. R. Hernández, V. G. (2008) Ecología Medio Ambiente Segunda Edición.
(pp. 16-28) México: Cengage Learning.

Ley del Diezmo




Hemos dicho que en la medida que la energía pasa de un nivel trófico a otro, la mayor parte de ella se pierde en la respiración. Es una consecuencia de la segunda ley de la termodinámica ya que en cada transferencia hay una perdida considerable de energía. Es lo que se conoce como la Ley del Diez por Ciento o la Ley de Diezmo Ecológico.

Al aplicar las leyes de la termodinámica al flujo de energía y materia y a la formación de biomasa, se ha considerado que al pasar de un nivel trófico a otro se obtiene sólo el 10% de la energía que se obtuvo en el nivel precedente, lo que significa que, de un 100% de energía capturada, los organismos ocupan el 90% en su metabolismo, movimiento, transporte, etc. almacenando en su estructura un 10% del total consumido para ser aprovechado por el siguiente nivel trófico. El enunciado de este fenómeno dice en concreto: Sólo el 10% de la energía fijada en un nivel trófico es utilizado por el siguiente nivel.

Analizando este enunciado observamos que un productor aprovecha el 90% de la energía solar que fija para realizar sus funciones de sobrevivencia y en caso de servir de alimento a algún herbívoro esto sólo podrá utilizar el 10% de toda la energía que fijó el vegetal. A su vez el herbívoro utiliza el 90% de esa cantidad que recibió para sobrevivir, y en caso de servir de alimento a algún carnívoro éste, sólo podrá utilizar el 10% de la cantidad que recibió el herbívoro.


Hagamos un simple ejercicio.

Basándonos en la ley del diez por ciento, calculemos los kilocalorías (C) que cada nivel de la cadena alimentaria debe añadir a su contenido energético, considerando que cada uno se alimenta con el tejido de un organismo de nivel precedente.

Si el productor: elabora 1000 C de tejido.

El herbívoro aprovecha 100 C de energía en forma de tejido.


El carnívoro aprovecha 10 C de energía en forma de tejido.

El carnívoro final aprovecha 1 C de energía en forma de tejido.

¿Cuánto deben añadir cada nivel a su contenido energético para sobrevivir?


La respuesta exige cálculos que no vienen al caso, pero nos lleva a una conclusión importante y es que el limite superior práctico del numero de etapas que puede presentar una cadena trófica corresponde aproximadamente a 4 o 5 niveles, debido a que se pierde gran cantidad de energía en cada transferencia energética entre niveles, de suyo que al final no existe energía suficiente para mantener un organismo.


Igualmente nos da una clara idea de la cantidad de energía que debemos fijar en los productores para alimentar una población cada día más creciente.
 
Bibliografía.
 
Gonzales A. y Medina N.(1999) Ecología. México: McGraw Hill.













1.4. Flujo de Energía


Para que un ecosistema funcione, necesita de un aporte energético que llega a la biosfera en forma, principalmente, de energía luminosa, la cual proviene del Sol y a la que se le llama comúnmente flujo de energía (algunos sistemas marinos excepcionales no obtienen energía del sol sino de fuentes hidrotermales). 

El flujo de energía es aprovechado por los productores primarios u organismos compuestos orgánicos que, a su vez, utilizarán losconsumidores primarios o herbívoros, de los cuales se alimentarán los consumidores secundarios o carnívoros.

De los cadáveres de todos los grupos, los descomponedores podrán obtener la energía para lograr subsistir. De esta forma se obtendrá unflujo de energía unidireccional en el cual la energía pasa de un nivel a otro en un solo sentido y siempre con una pérdida en forma de calor.

Los diferentes niveles que se establecen (organismos fotosintéticos, herbívoros, carnívoros y descomponedores) reciben el nombre deniveles tróficos.

En los ecosistemas acuáticos en cada paso se pierde el 90% de la energía, y solo queda el 10% para el siguiente nivel trófico. En losterrestres el porcentaje que llega es aún menor.

Flujo de Energìa en Bosques.

Los bosques acumulan una gran cantidad de biomasa vertical, y muchos son capaces de acumularla a un ritmo elevado, ya que son altamente productivos. Esos niveles altos de producción de biomasa vertical representan grandes almacenes de energía potencial que pueden ser convertidos en energía cinética bajo las condiciones apropiadas. Dos de esas conversiones de gran importancia son los incendios forestales y las caídas de árboles; ambas alteran radicalmente la biota y el entorno físico cuando ocurren. Igualmente en los bosques de alta productividad, el rápido crecimiento de los propios árboles induce cambios bióticos y ambientales, aunque a un ritmo más lento y de menor intensidad que las disrupciones relativamente abruptas como los incendios.


Bibliografía.

Miller, T. (1994) Ecología y medio ambiente, México D.F.; Grupo editorial Iberoamérica

1.3. Factores Biòticos y Abióticos

Factores Abiòticos.


Energìa: Es la medida en forma de luz o calor de la capacidad para producir un efecto en los processos vitales como son: fotosíntesis, la maduración de frutos, floración, metabolismo.



  •  Luz Solar: Es la principal fuente de energía, que mantiene directa o indirectamente a los ecosistemas.
  • Temperatura: Podemos definir a la temperatura como la cantidad en gramos que caracteriza la intensidad de calor. La temperatura puede variar dependiendo del medio, latitud y altitud.

Presiòn Atmosfèrica: Es el resultado de la fuerza del aire ejercida sobre un punto dado, en la superficie terrestre. Esta varia con la altura, la temperatura y los fenómenos meteorológicos.

Viento: Se define como una corriente de aire producida en la atmósfera de manera normal, es un factor ambiental muy importante ya que favorece la circulación de los gases, influye en el ciclo del agua, ayuda a la polinizacion y ayuda a la dispersión de las semillas. La acción del viento junto otros factores como la presión y la precicpitacion. son determinantes en la morfología de ciertas zonas.

Agua: El agua (del latín aqua) es una sustancia cuya molécula está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O). Es esencial para la supervivencia de todas las formas conocidas de vida. El término agua, generalmente, se refiere a la sustancia en su estado líquido, pero la misma puede hallarse en su forma sólida llamada hielo, y en forma gaseosa denominada vapor. El agua cubre el 71% de la superficie de la corteza terrestre.2 Se localiza principalmente en los océanos donde se concentra el 96,5% del agua total.

Suelo: Se denomina suelo a la parte no consolidada y superficial de la corteza terrestre, biológicamente activa, que tiende a desarrollarse en la superficie de las rocas emergidas por la influencia de la intemperie y de los seres vivos (meteorización).

Los suelos son sistemas complejos donde ocurren una vasta gama de procesos químicos, físicos y biológicos que se ven reflejados en la gran variedad de suelos existentes en la tierra.

A grandes rasgos los suelos están compuestos de minerales y material orgánico como materia sólida y agua y aire en distintas proporciones en los poros. De una manera más esquemática se puede decir que la pedosfera, el conjunto de todos los suelos, abarca partes de la litósfera, biósfera, atmósfera e hidrosfera.

Clima: El clima abarca los valores estadísticos sobre los elementos del tiempo atmosférico en una región durante un período representativo: temperatura, humedad, presión, viento y precipitaciones, principalmente. Estos valores se obtienen con la recopilación de forma sistemática y homogénea de la información meteorológica, durante períodos que se consideran suficientemente representativos, de 30 años o más. Estas épocas necesitan ser más largas en las zonas subtropicales y templadas que en la zona intertropical, especialmente, en la faja ecuatorial, donde el clima es más estable y menos variable en lo que respecta a los parámetros climáticos.

Los factores naturales que afectan al clima son la latitud, altitud, orientación del relieve, continental (o distancia al mar) y corrientes marinas. Según se refiera al mundo, a una zona o región, o a una localidad concreta se habla de clima global, zonal, regional o local (microclima), respectivamente.

Sustrato: Es la base, materia o sustancia que sirve de sostén a un organismo ya sea animal, vegetal o prootista, en el transcurre su vida, ya que satisface determinadas necesidades básicas, como la fijación, nutrición, protección, entre otras.

Elementos Quìmicos: Los organismos están constituidos, por materia. De los 92 elementos naturales conocidos, solamente 25 elementos forman parte de la materia viviente. De estos 25 elementos, el carbono, el oxígeno, el hidrógeno y el nitrógeno están presentes en el 96% de las moléculas de la vida. Los elementos restantes llegan a formar parte del 4% de la materia viva, siendo los más importantes el fósforo, el potasio, el calcio y el azufre.

Las moléculas que contienen carbono se denominan compuestos orgánicos, por ejemplo el dióxido de carbono, el cual está formado por un átomo de carbono y dos átomos de oxígeno (CO2). Las que carecen de carbono en su estructura, se denominan compuestos inorgánicos, por ejemplo, una molécula de agua, la cual está formada por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno (H2O).

Atmosfera: La presencia de vida sobre nuestro planeta no sería posible sin nuestra atmósfera actual. Muchos planetas en nuestro sistema solar tienen una atmósfera, pero la estructura de la atmósfera terrestre es la ideal para el origen y la perpetuación de la vida como la conocemos. Su constitución hace que la atmósfera terrestre sea muy especial.

La atmósfera terrestre está formada por cuatro capas concéntricas sobrepuestas que se extienden hasta 80 kilómetros. La divergencia en sus temperaturas permite diferenciar estas capas.
Sales minerales: Son los elementos que se requieren para formar la materia orgánica, como oxigeno, nitrógeno y dióxido de carbono, los cuales son aprovechados en forma de sales, las cuales se clasifican en macronutrientes( sustancias orgánicas requeridas en grandes cantidades por los organismos) y micronutrientes( sustancias orgánicas requeridas en grandes cantidades por los organismos)


Fuego: Es el calor y luz producida por la combustión, es así mismo uno del os cuatro elementos de la naturales y es un factor de gran relevancia para la ecología, ya que puede ocasionar grandes desequilibrios ambientales.

Factores Bioticos.

Los factores bióticos o componentes bióticos son los organismos vivos que interactúan con otros seres vivos, se refieren a la flora y fauna de un lugar y a sus interacciones. Dícese factores bióticos ó FB a las relaciones asexuales que se establecen entre los seres vivos de un ecosistema y que condicionan su existencia de vida. Los individuos deben tener comportamiento y características fisiológicas específicos que permitan su supervivencia y su reproducción en un ambiente definido. La condición de compartir un ambiente engendra una competencia entre las especies, competencia dada por el alimento, el espacio, etc.

Una población es un conjunto de organismos de una especie que están en una misma zona. Se refiere a organismos vivos, sean unicelulares o pluricelulares. (se puede decir que tienen vida)

Los factores bióticos se pueden clasificar en

1. Productores o Autótrofos, organismos capaces de fabricar o sintetizar su propio alimento a partir de sustancias inorgánicas como dióxido de carbono, agua y sales minerales.

2. Consumidores o Heterótrofos, organismos incapaces de producir su alimento, por ello lo ingieren ya sintetizado.

3. Descomponedores, organismos que se alimentan de materia orgánica en descomposición. Entre ellos están las levaduras, los hongos y las bacterias..


Bibliografía.

Calixto, R. F. Herrera, L. R. Hernández, V. G. (2008) Ecología Medio Ambiente Segunda Edición.
(pp. 16-28) México: Cengage Learning.

1.2. Clasificación, Estructura y Funcionamiento de los Ecosistemas


Clasificaciòn

Ecosistema Urbano:

Las características del medio urbano son distintas al entorno natural, pero configuran también un ecosistema, si bien de rasgos muy particulares. A pesar de la escasez de oportunidades que en general brinda a la vida, son numerosos los organismos vegetales que colonizan este nuevo medio, y también determinados animales, que encuentran en él unas condiciones óptimas para su desarrollo.

Es posible establecer un cierto paralelismo entre lo que llamamos calidad de vida y el valor cualitativo del ecosistema urbano. La sensación de bienestar que el ciudadano experimenta va ligada a la presencia de determinados elementos que son propios de la naturaleza.

Factores como el aire limpio o la existencia de espacios verdes son indicativos a este respecto, y constituyen elementos favorables para el resto de los seres vivos.

Sin embargo, también puede llegar a engaño, si ese tipo de aire o esos espacios se consigue mediante el procedimiento hostil a la naturaleza, como pueden ser el empleo de acondicionadores y depuradores de aire en recintos cerrados, o el uso de plaguicidas y fertilizantes para mantener el césped.

Calidad del ecosistema urbano: la calidad del ecosistema urbano depende en gran medida del grado de relación con el entorno natural que lo rodea y la calidad de éste último. Las dimensiones son también decisivas, pues las grandes aglomeraciones urbanas potencian los factores negativos para el desarrollo de la vida. 

En las poblaciones pequeñas, existe una intensa relación entre ambos ecosistemas, que conlleva incluso una colonización por parte de la flora y fauna circundante.

Cuando la urbe crece y, sobre todo, cuando los materiales tradicionales de construcción, como la piedra o la madera, son sustituidos por el acero y elvidrio, se produce un descenso considerable en la diversidad orgánica. Las plantas no encuentran espacio necesario donde arraigar ni tampoco nutrientes; las aves carecen de huecos para anidar; y el incremento de la temperatura, lo mismo que la contaminación atmosférica y acústica, provocan la desaparición de muchas de las especies.

La consecuencia es una pérdida irremediable de calidad del ecosistema urbano, que los parques y otras zonas verdes pueden compensar en parte. Si esas áreas disponen de una superficie suficiente, y sobre todo se mantienen comunicadas entre sí y con el medio exterior de la urbe, puede actuar de puente y llegar a convertirse en microhábitats enriquecedores de la biodiversidad.

Ecosistemas terrestres:

árticos y alpinos, propios de regiones frías y sin árboles; bosques, que pueden subdividirse en un amplio abanico de tipos, como selva lluviosa tropical o pluvisilva, bosque mediterráneo perennifolio, bosques templados, boreales y bosques templados caducifolios; praderas y sabanas; y desiertos y ecosistemas semiáridos. Ecosistemas de agua dulce: lagos, ríos y pantanos. También hay ecosistemas híbridos, terrestres y de agua dulce, como las llanuras de inundación estacionales. La gama de ecosistemas marinos es amplísima: arrecifes de coral, manglares, lechos de algas y otros ecosistemas acuáticos litorales y de aguas someras, ecosistemas de mar abierto o los misteriosos y poco conocidos sistemas de las llanuras y fosas abisales del fondo oceánico.

El término ecosistema puede también utilizarse para describir áreas geográficas que contienen un espectro amplio de tipos de hábitats mutuamente vinculados por fenómenos ecológicos. Así, la región del Serengeti-Seronera, en África oriental, una de las regiones salvajes más espectaculares del mundo, suele considerarse como un único ecosistema formado por distintos hábitats: llanuras herbáceas, sabana arbórea, espesuras, manchas de bosque, afloramientos rocosos (localmente denominados koppies o kopjes), ríos, arroyos y charcas estacionales. Asimismo, las zonas más productivas de los océanos se han dividido en una serie de grandes ecosistemas marinos que contienen hábitats muy variados. Son ejemplos de grandes ecosistemas marinos de características muy distintas: el mar Negro, el sistema formado por la corriente de Benguela, frente a la costa suroccidental de África, o el golfo de México.

Ecosistema acuàtico:

Se entiende por ecosistemas acuáticos a todos aquellos ecosistemas que tienen por biotopo algún cuerpo de agua, como pueden ser: mares, océanos, ríos, lagos, pantanos entre otros. Los dos tipos más destacados son: los ecosistemas marinos y los ecosistemas de agua dulce.

El montante, variaciones y regularidad de las aguas de un río son de gran importancia para las plantas, animales y personas que viven a lo largo de su curso. La fauna de los ríos es de anfibios, peces y una variedad de invertebrados acuáticos.

Los ríos y sus zonas de inundación sostienen diversos y valiosos ecosistemas, no sólo por la cualidad del agua dulce para permitir la vida, sino también por las numerosas plantas e insectos que mantiene y que forman la base de las cadenas tróficas.

En el lecho de los ríos, los peces se alimentan de plantas y los insectos son comidos por las aves, anfibios, reptiles y mamíferos.

Estructura

Al sumar la estructura de un ecosistema se habla a veces de la estructura abstracta en la que las partes son las distintas clases de componentes, es decir, el biotopo y la biocenosis, y los distintos tipos ecológicos de organismos (productores, descomponedores,predadores, etc.). Pero los ecosistemas tienen además una estructura física en la medida en que no son nunca totalmente homogéneos, sino que presentan partes, donde las condiciones son distintas y más o menos uniformes, o gradientes en alguna dirección.

El ambiente ecológico aparece estructurado por diferentes interfases o límites más o menos definidos, llamados ecotonos, y por gradientes direccionales, llamados ecoclinas, de factores físicoquímicos del medio. Un ejemplo es el gradiente de humedad, temperatura e intensidad lumínica en el seno de un bosque, o el gradiente en cuanto a luz, temperatura y concentraciones de gases (por ejemplo O2) en un ecosistema léntico.

La estructura física del ecosistema puede desarrollarse en la dirección vertical y horizontal, en ambos casos se habla estratificación.
Estructura vertical. Un ejemplo claro e importante es el de la estratificación lacustre, donde distinguimos esencialmente epilimnion,mesolimnion (o termoclina) e hipolimnion. El perfil del suelo, con su subdivisión en horizontes, es otro ejemplo de estratificación con una dimensión ecológica. Las estructuras verticales más complejas se dan en los ecosistemas forestales, donde inicialmente distinguimos un estrato herbáceo, un estrato arbustivo y un estrato arbóreo.
Estructura horizontal. En algunos casos puede reconocerse una estructura horizontal, a veces de carácter periódico. En los ecosistemas ribereños, por ejemplo, aparecen franjas paralelas al cauce fluvial, dependientes sobre todo de la profundidad del nivel freático. En ambientes periglaciales los fenómenos periódicos relacionados con los cambios de temperatura, helada y deshielo, producen estructuras regulares en el sustrato que afectan también a la biocenosis. Algunos ecosistemas desarrollan estructuras horizontales en mosaico, como ocurre en extensas zonas bajo climas tropicales de dos estaciones, donde se combina la llanura herbosa y el bosque o el matorral espinoso, formando un paisaje característico conocido como la sabana arbolada. 

Función y biodiversidad
Desde el punto de vista humano muchos ven a los ecosistemas como unidades de producción similares a los que producen bienes y servicios. Entre los bienes más comunes producidos por los ecosistemas están la madera y el forraje para el ganado. La carne de los animales silvestres puede ser muy provechosa bajo un sistema de manejo bien controlado como ocurre en algunos lugares en África del Sur y en Kenia. No se ha tenido tanto éxito en el descubrimiento y la producción de sustancias farmacéuticas a partir de organismos silvestres.

Los servicios derivados de los ecosistemas incluyen:
disfrute de la naturaleza: lo cual proporciona fuentes de ingresos y de empleo en el secto turístico, a menudo referido comoecoturismo.
Retención de agua: facilita una mejor distribución la misma.
Protección del suelo: un laboratorio al aire libre para la investigación científica, etc.


Un número mayor de especies o diversidad biológica (biodiversidad) de un ecosistema le confiere mayor capacidad de recuperación porque habiendo un mayor número de especies éstas pueden absorber y reducir los efectos de los cambios ambientales. Esto reduce el impacto del cambio ambiental en la estructura total del ecosistema y reduce las posibilidades de un cambio a un estado diferente. Esto no es universal; no existe una relación comprobada entre la diversidad de las especies y la capacidad de un ecosistema de proveer bienes y servicios en forma sostenible. Las selvas húmedas tropicales producen muy pocos bienes y servicios directos y son sumamente vulnerables a los cambios. En cambio los bosques templados se regeneran rápidamente y vuelven a su anterior estado de desarrollo en el curso de una generación humana, como se puede ver después de incendios de bosques. Algunas praderas han sido explotadas en forma sostenible por miles de años (Mongolia, África, brezales europeos).

Bibliografía.

Young. M. A. Young. J. E. (2008) Ecología y Medio Ambiente.
(pp. 61-62). DF, México: Nueva Imagen

Clasificaciòn de la Ecologìa



AUTOECOLOGÌA

La ecologia del individuo o (autoecologia) es el escalón más básico de la ecología que estudia las especies en relación al eslabón superior. Se encarga del estudio de las adaptaciones de una especie a los factores abióticos. La adaptación consiste en la existencia o posesión de características fisiológicas, morfológicas y etológicas que son adecuadas para que una especie sobreviva bajo las condiciones abióticas o bióticas en que vive. Suelen ser comunes paralos miembros de una población, heredados de los progenitores y por lo tanto pueden ser transmitidos. La evolución puede propiciar: • Órganos homólogos: dos especies distintas que tienen órganos con estructura semejante e igual origen embrionario a pesar de que presentan diferencias en su función. • Órganos análogos: organos de especies distintas con morfología semejante y función semejante pero origen embrionario diferente, esto es evolución convergente.

ECOLOGÍA DE POBLACIONES

La Ecología de poblaciones o (demoecologia)es una rama de la Ecología que estudia las poblaciones de formadas por los organismos de una misma especie desde el punto de vista de su tamaño (número de individuos), estructura (sexo y edad) y dinámica (variación en el tiempo). También es conocida con el nombre más genérico de demografía ecológica o demoecología.

Una gran parte de la Ecología de poblaciones es matemática, ya que buena parte de su esfuerzo se dirige a construir modelos de la dinámica de poblaciones, los cuales deben ser evaluados y refinados a través de la observación en el terreno y el trabajo experimental. La Ecología de poblaciones trabaja a través de muestreos y censos para comprobar la estructura de la población (su distribución en clases de edad y sexo) y estimar parámetros como natalidad, mortalidad, tasa intrínseca de crecimiento ® o capacidad de carga del hábitat (K). Vemos estos últimos relacionados, por ejemplo, en el modelo clásico de crecimiento de una población en condiciones naturales, el del crecimiento logístico:

dN / dt = rN(1 − N / K)

ECOLOGÍA DE COMUNIDADES

La Ecología de Comunidades o (sinecologia) es la parte de la Ecología que se encarga del estudio del nivel de organización superior de la materia viva llamada comunidad. La comunidad en Biología, también conocida como biocenosis, es un conjunto de poblaciones de diferentes especies que comparten un lugar común en el espacio llamado biotopo. El parámetro macroscópico característico de una comunidad biológica es la diversidad, obtenida a partir de la Teoría de la información. La diversidad cálculada con un índice matemático tiene dos componentes: la riqueza (S) que es el número de especies y la equitatividad que es el grado en el que las diferentes especies son similares en cuanto a su abundancia. Así una comunidad con cuatro especies tendrá una riqueza de S=4 y si todas tienen una abundancia relativa del 25% la equitatividad será del 100%. La contribución del biólogo español Ramón Margalef es fundamental para comprender la aplicación de los índices de diversidad procedentes de la teoría de la información a la Ecología de comunidades.

Bibliografía.

Calixto, R. F. Herrera, L. R. Hernández, V. G. (2008) Ecología Medio Ambiente Segunda Edición.
(pp. 16-28) México: Cengage Learning.

1.1. Conceptos Bàsicos de la Ecologìa

               

Ecología: Es la rama de las ciencias biológicas que se ocupa de las interacciones entre los organismos y su ambiente.

Población: Grupo o serie de organismos que viven en un àrea especifica o que comparten características similares y que pueden reproducirse con los de la misma especia.

Comunidad: Se denomina a aquel grupo o conjunto que puede estar conformado por personas o animales y que ciertamente comparten una serie de cuestiones como ser el idioma, costumbres, valores, entre otras.

Medio: Se le llama medio a todo aquello que rodea a un organismo.

Ambiente: Es el conjunto de elementos que interactuan en un espacio y tiempo determinado.

Sustrato: Es el lugar en el que se desarrolla un organismo y en la naturaleza básicamente encontramos 2 sustratos, el acuático y el  terrestre.

Nicho Ecológico: Nos referimos a al ocupación o a la función que desempeña cierto individuo dentro de una comunidad.

Biosfera:  Es la capa superficial del planeta tierra en donde se desarrolla la vida. Es el sistema formado por el conjunto de los seres vivos propios del planeta tierra, junto con el medio físico que los rodea y que ellos contribuyen a conformar.

Bibliografía.


Javi. (2009) Conceptos Básicos de Ecología. .Extraído el 2 de Marzo de 2012 desde http://www.slideshare.net/javi2401/conceptos-basicos-de-ecologia-presentation

Young. M. A. Young. J. E. (2008) Ecología y Medio Ambiente. (pp. 32-46). DF, México: Nueva Imagen