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Ecología General

LOS RECURSOS NATURALES INTRODUCCIÓN La palabra Ecología es utilizada en los últimos años con mucha frecuencia. La etimología de la palabra proviene del griego: oikos significa: casa y logos significa: estudio. La Ecología estudia los organismos en su medio ambiente. Pero ¿cómo podemos definir la Ecología? Se puede definir la Ecología como el estudio científico de las relaciones de los organismos y su ambiente. El ambiente no sólo incluye las condiciones físicas, sino también las condiciones biológicas en que viven los organismos (competidores, depredadores, parásitos, etc.) y las relaciones involucran las interacciones de los organismos tanto con el mundo físico y con las demás especies. La Ecología es una ciencia de síntesis que busca comprender las relaciones mutuas entre los organismos y sus ambientes respectivos bajo condiciones naturales y modificadas, para ello toma conocimiento de botánica, zoología, fisiología, genética y otras disciplinas como la física y la geología.

DEFINICIÓN DE LOS CAMPOS DE ESTUDIO DE LA ECOLOGÍA El término ecología es relativamente reciente, empezó a utilizarse a mediados del siglo XIX, y es en 1869 que Ernst Haeckel definió el término ecología como todas las relaciones de los seres vivos con su medio ambiente orgánico e inorgánico. Odum en 1963, define la ecología como el “estudio de la estructura y el funcionamiento de la naturaleza”, dando énfasis a la idea de grupo de organismos que funcionan como unidad biológica definida como ecosistema. Andrewartha (1961), define ecología como el estudio científico de la distribución y abundancia de los organismos, dejando en segundo plano las relaciones interespecíficas. Krebs (1985), modifica el concepto anterior definiendo ecología como el estudio científico de las interrelaciones que regulan la distribución y abundancia de los organismos retomando de esta manera la definición de Odum. Powers & MacSrley (2001), la ecología engloba todos los sistemas del planeta, que se ocupa de los elementos tanto físicos como biológicos y que incluye todos sus niveles de organización, desde el individual hasta el ecosistema. Smith & Smith (2001), la ecología es el estudio científico de las relaciones entre los organismos de un ecosistema y su ambiente. Esta definición es solamente correcta si se consideran los términos "relaciones" y "ambiente" en su acepción más amplia. El concepto ambiente incluye no solo las condiciones físicas, sino también las condiciones biológicas en que vive un organismo. El vocablo relaciones abarca en este caso las interacciones de los organismos tanto con el mundo físico como con los miembros de su misma especie y con los de las demás especies.

ENFOQUES DE LA ECOLOGÍA La Ecología tiene tres enfoques de estudio: el descriptivo, el funcional y el evolutivo. Es importante conocer estos tres enfoques para entender la importancia de la ecología como ciencia. Estos enfoques se han priorizado a lo largo de la historia de manera diferente. 1. Enfoque Funcional: Estudia las relaciones dentro de los ecosistemas; identifica y analiza los problemas dentro de las poblaciones y las comunidades. Desde este enfoque, el ecosistema es la unidad de funcionamiento en que todos los elementos que la componen interactúan entre si. El deterioro de un ecosistema repercute por lo tanto, en todos los seres vivos que lo componen y viceversa. Este es el enfoque actual de la ecología.

Ecología General 2. Enfoque Evolutivo: Estudia las razones por las que la selección natural ha favorecido a lo largo de la historia ciertas adaptaciones específicas que han originado a los organismos actuales. Este enfoque es el enfoque que presenta Charles Darwin en el origen de las especies. Estudia la evolución de las especies, entendiendo la evolución de las especies como un proceso continuo a lo largo del tiempo que ha permitido la supervivencia y la adaptación de las especies a las condiciones cambiantes. 3. Enfoque Descriptivo: Este es uno de los primeros enfoques de la ecología. Describe los grupos de vegetación y los animales del planeta y sus relaciones entre sí. Parte del ser vivo como unidad de estudio. Si bien actualmente se prioriza el enfoque funcional, los tres enfoques son válidos y deben tenerse en cuenta ya que abarcan acercamientos diferentes al estudio de la ecología.

OBJETO DE ESTUDIO DE LA ECOLOGÍA La Ecología estudia las interrelaciones de los organismos y su ambiente bajo condiciones naturales y/o modificadas, de tal modo que regulan la distribución y abundancia de éstos. De acuerdo a esta concepción, la Ecología ha considerado como objeto de estudio a los organismos, las poblaciones, las comunidades y los ecosistemas, y ha delimitado a la biósfera como su campo de conocimiento y acción. Como consecuencia de esta organización jerárquica de los sistemas ecológicos, podemos comenzar el estudio de los fenómenos ecológicos en cualquiera de los niveles. El reto es reconocer las características únicas del nivel seleccionado y luego diseñar métodos apropiados para su estudio. Figura

1: Niveles de Organización Ecológica

La población se define como el conjunto de individuos de la misma especie que habita un área determinada. La unidad de orden superior es la comunidad o biocenosis, que incluye a todas las poblaciones que habitan un área determinada. La interacción entre dicha comunidad y el ambiente abiótico que la rodea (biotopo) recibe el nombre de ecosistema. Al conjunto de todos los ecosistemas que existen en la Tierra se les llama Biósfera, que se define como la parte de la Tierra donde se desarrolla la vida. Se extiende hasta unos 8 a 10 km, sobre el nivel del mar y pocos metros por debajo del nivel del suelo, hasta donde penetran las raíces y existen microorganismos. Comprende las aguas superficiales y las profundidades oceánicas.

ECOSISTEMA

Ecología General Un ecosistema es un conjunto de diversas especies que interactúan entre sí formando comunidades y con su ambiente abiótico. Incluye todos los elementos físicos, químicos y biológicos para sostener la vida en un espacio dado. Es por lo tanto la mínima unidad de funcionamiento de la vida. Sin embargo los ecosistemas no están aislados, tienen relaciones entre sí e influyen indirectamente unos sobre otros. En la mayoría de ecosistemas es muy difícil establecer la división exacta entre un ecosistema y el ecosistema contiguo. En estos ecosistemas se produce un espacio de interacción denominado ecotono. Un ecotono es importante ya que tiene una elevada biodiversidad conformada por poblaciones de los dos ecosistemas. El ecotono sirve de refugio para las especies en caso de alteración de los ecosistemas. Figura 2: Representación Ecosistema

de

un

Krebs (1985), define ecosistema como una comunidad biótica y su ambiente abiótico, señala que puede considerarse a todo el planeta como un solo ecosistema. Un ecosistema es entonces una unidad estructural formada por diversos componentes que al funcionar en conjunto determinan la unidad. Para estudiar los ecosistemas podemos definir sus componentes y determinar las funciones que se dan dentro de estos. Composición y funcionamiento de los ecosistemas Al estar un ecosistema formado por seres vivos tiene una composición y funciones propias. No existen dos ecosistemas iguales, cada ecosistema difiere de los demás. Algunos ejemplos de ecosistemas pueden ser: los desiertos, los bosques tropicales lluviosos, los ecosistemas marinos, los ecosistemas de manglar y los bosques secos, entre otros. Componentes y factores de un ecosistema Todo ecosistema está formado por dos componentes: 

El biotopo, constituido por el medio físico y que puede ser acuático o terrestre.



La biocenosis, integrada por todos los seres vivos.

Todo aquello que caracteriza a los componentes de un ecosistema se denomina factor. Los factores se clasifican en: 

Factores abióticos: Son todas las variables que caracterizan al biotopo o medio físico y permiten la vida de los organismos que están adaptados a ellos. Se clasifican en: 1. Factores energéticos: son la fuente de energía que utilizan los seres vivos para llevar a cabo funciones, puede iniciarse con la captación de luz solar para los organismos fotosintéticos o aquella asimilada por la degradación de materia para los organismos quimiosintéticos. 2. Factores climáticos: se refiere a los factores que regulan las condiciones climáticas en general. Entre estos factores tenemos la luz solar, la temperatura, la presión atmosférica, el viento y la lluvia, que interactúan con la temperatura en la regulación de las condiciones climáticas. También debemos destacar al O2 y el CO2 que tienen una importancia fundamental en el intercambio gaseoso de los organismos con su ambiente.

Ecología General 3. Factores geográficos: se refiere al conjunto de circunstancias geográficas que influyen en la determinación de los distintos tipos de climas del planeta. Entre ellos tenemos la altitud, la latitud y el relieve. 4. Factores del sustrato: tal y como se indica, son aquellos relacionados directamente con el medio donde se desarrollan los organismos. Entre estos factores tenemos el agua, el suelo, los nutrientes, el pH y la salinidad. Los nutrientes son las sustancias inorgánicas utilizadas por las plantas y los organismos inferiores. Las sales minerales como los nitratos, fosfatos y carbonatos son ejemplos de esas sustancias. El pH proporciona la información sobre la acidez y alcalinidad de los suelos así como del agua. 

Factores bióticos: Son propios de los seres vivos que habitan en el ecosistema, las relaciones que establecen entre ellos y las influencias que ejercen en el medio. Se clasifican en: 1. Productores: organismos que llevan a cabo procesos de síntesis. Transforman sustancias inorgánicas en compuestos orgánicos. Son productores las plantas en el caso de ecosistemas terrestres, las macroalgas y el fitoplancton (microalgas) en el caso de ecosistemas acuáticos. 2. Consumidores: son organismos que se alimentan de otros organismos o de la materia orgánica. Aprovechan de esta manera la síntesis realizada por otros organismos. Son consumidores los venados, las ardillas, los osos, los peces y el zooplancton. Los consumidores primarios son aquellos que se alimentan de organismos autótrofos, los consumidores secundarios en cambio solo pueden alimentarse de heterótrofos. 3. Descomponedores (detritívoros y degradadores): son organismos que llevan a cabo procesos de descomposición de la materia orgánica muerta. Los detritívoros inician el proceso de descomposición disminuyendo el tamaño de la materia muerta. Los degradadores transforman las sustancias orgánicas en sustancias inorgánicas. En su mayoría los degradadores son organismos microscópicos, entre estos están los hongos y las bacterias que descomponen la materia orgánica.

Procesos que se llevan a cabo dentro de un ecosistema Los principales procesos que se llevan a cabo dentro de un ecosistema y que permiten su continuidad son: 

Fotosíntesis; realizada solo por plantas, macroalgas y fitoplancton (microalgas). 6CO2 +

H 2O

C6H12O6 + 6O2



Respiración; realizada por todos los seres vivos plantas, animales, hongos y bacterias.



Ciclaje de nutrientes y ciclos biogeoquímicos que enlazan los factores bióticos con los factores abióticos y ecosistemas entre sí. Permiten el paso de la materia y energía.



Sucesión y serie; son etapas de desarrollo de un ecosistema.



Procesos de regulación interna; son actividades periódicas del ecosistema que permiten su continuidad. Son llevadas a cabo por los individuos de las poblaciones que conforman una comunidad. En la mayoría de los casos son regulados por hormonas vegetales o animales. Son procesos de regulación interna los patrones de crecimiento y desarrollo, los ciclos reproductivos, la dormancia, la hibernación y la pérdida de hojas entre otros.

COMUNIDAD

Ecología General Conjunto de poblaciones de diferentes especies que viven en un área o hábitat dado y que interactúan entre sí. El concepto de comunidad es más estrecho que el de ecosistema e implica necesariamente una ubicación geográfica común y funciones compartidas entre sus miembros. Sin embargo, la comunidad no es independiente del ecosistema; con mucha frecuencia la comunidad no tiene límites estrictamente definidos. Los organismos que habitan un tronco podrido o las plantas de una quebrada del bosque seco son dos ejemplos de comunidades. Cualquier cambio que afecte o favorezca a una comunidad repercute sobre todos sus miembros, por ello el estudio de una comunidad refleja la situación de los organismos que la componen. Una comunidad tiene características definidas que permiten diferenciar una comunidad de otra. Estas características son: 

Diversidad de especies.



Estructura y formas de crecimiento; determinada por la forma de las especies y el espacio que ocupan dentro de la comunidad.



Dominancia de especies.



Abundancia relativa; número de individuos de una misma especie respecto al total de individuos de todas las especies que conforman la comunidad.



Estructura trófica; relaciones entre las especies dentro de una cadena alimenticia.

POBLACIÓN Krebs (1985), define población como un grupo de organismos de la misma especie que ocupan un espacio dado en un tiempo dado, entendiendo como especie a un conjunto de organismos que pueden intercambiar entre sí información genética. Las poblaciones no son estáticas y cambian a lo largo del tiempo, pueden adaptarse a los cambios, evolucionar o extinguirse. Son ejemplos, de la población de lobos marinos de la Punta de San Juan de Marcona, la población de tortugas acuáticas (taricayas) del río Manu, o la población humana del Perú, todas estas cambian en el tiempo. Dentro de las características propias de una población están: 

Densidad



Natalidad



Mortandad



Inmigración



Emigración



Distribución de edades



Razón de sexos



Composición genética



Patrones de distribución

ORGANISMO Según Fuentes (1989), los organismos son entidades delimitadas en el espacio y en el tiempo, constituidas por procesos de transformación que lespermiten mantener el equilibrio dinámico de sus componentes fundamentales. Esto último se logra por un intercambio ordenado de moléculas, iones y energía con el medio ambiente circundante. Además, describen trayectorias vitales durante las cuales son capaces de reproducirse. Algunas propiedades emergentes de los organismos son el tamaño, los requerimientos nutricionales, el comportamiento, el genotipo, etc. La ecología fisiológica o ecofisiología y la ecología del comportamiento o etología son dos de las ramas de la ecología que

Ecología General tienen porobjeto de estudio los organismos. La primera estudia el vínculo entre el ambiente y el funcionamiento de los organismos, con especial interés en los mecanismos fisiológicos a través de los cuales hacen frente al ambiente. La ecología del comportamiento estudia los mecanismos comportamentales a través de los cuales los organismos se adaptan al ambiente. Los estudios centrados en una sola especie se denominan autoecológicos. Hábitat: Es el espacio con sus características bióticas y abióticas que ocupa una especie en un ecosistema determinado. Es el lugar donde vive una especie. Nicho Ecológico: Es la posición funcional o relacional que ocuparía una especie en un hábitat para poder vivir y cumplir funciones dentro del ecosistema. Es algo así como la profesión especializada que desempeña cada especie en un ecosistema determinado.

BIBLIOGRAFÍA 1. Barnes, Curtis; 1997. Biología. Colombia. 2. Krebs, Ch.; 1985. Ecología. Estudio de la distribución y abundancia. 2ª Ed. Editorial Harla. 3. Lugo; A. & Morris, G. 1982. Los sistemas ecológicos y la humanidad. OEA. Programa Regional de Desarrollo Científico y tecnológico. 4. Odum, E.P.; 1972. Ecología, 3ª Ed. México. 5. Universidad Nacional Agraria La Molina; 1997. Guía de prácticas de ecología general.

ACTIVIDADES DE EVALUACIÓN 1. ¿A partir de que década la ecología se consolida como una ciencia importante y por qué? 2. Explica como apoyan a la Ecología las siguientes ciencias y disciplinas: - Genética: - Química: - Física: - Fisiología: - Climatología: 3. ¿Qué tipos de estudio investigativos se dan en ecología? Elaborar un cuadro comparativo de los dos tipos de estudio. 4. Señala con una A aquellos estudios ecológicos que sean autoecológicos (individuos), con una S los que sean sinecológicos (poblaciones y comunidades) y con una N, aquellos que no sean tema de la ecología. a. ( ) Estudiar la migración de una especie de pato, tomando en cuenta su alimentación, fisiología, reproducción, etc; todo ello relacionado con el clima, estaciones del año, altura, entre otras cosas. b. ( ) Estudiar la presencia de diferentes especies de reptiles y aves que se encuentran en el bosque del llano amazónico del Manu y tomando en cuenta la altura, humedad, presión, etc. c. ( ) Determinar la edad de un ejemplar de árbol de lupuna presente en zonas tropicales de selva en Perú. d. ( ) Estudiar la biología de la serpiente diamante de cascabel, del desierto mexicano, tomando en cuenta las condiciones medioambientales de su entorno. e. ( ) Determinar los hábitos alimenticios del venado gris del bosque seco del norte del Perú, según las variaciones estacionales a lo largo del año.

Ecología General f.

( ) Efecto de la salinidad de la distribución de las larvas de diversas especies de moluscos, en Pimentel.

5. Da un ejemplo de un estudio ecológico e incluye 3 preguntas de tipo ecológico que podrías plantear. 6. Menciona cuáles son las principales áreas de aplicación de la ecología y cuáles consideras tu que tendrían que ser los temas prioritarios de investigación en ecología en nuestro país. 7. Establece las diferencias entre ecólogo y ecologista. sssss

Diferencias entre

Ecólogo

Ecologista...