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Resúmenes del primer cuatrimestre, cortos y fáciles de estudiar para el examen....

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TEMA 1: INTRODUCCIÓN A LA ECOLOGÍA 1. CONCEPTO DE ECOLOGÍA -Ecología: ciencia que se encarga del estudio de las relaciones que los organismos mantienen entre sí y con su medio ambiente. -El término Oecologie aparece en 1869 de mano del zoólogo Haeckel que la define como: “conjunto de conocimientos referentes a la economía de la naturaleza, la investigación de todas las relaciones del animal tanto con su medio inorgánico como orgánico, incluyendo sobre todo su relación amistosa y hostil con aquellos animales y plantas con los que se relaciona directa o indirectamente. -Ecología proviene del griego: Oikos (casa o lugar donde se habita) + logos (estudio) lo que es lo mismo “estudio de los organismos en su “casa”. -En 1927, Elton definió la ecología como: “historia natural científica encargada de la sociología y economía de los animales”. En 1961, Andrewartha la describe como “el estudio científico de la distribución y la abundancia de los organismos”. Ésta fue ampliada por Krebs en 1972 tal que: “es el estudio científico de las interacciones que determinan la distribución y abundancia de los organismos”. -Begon resalta que en la definición anterior no aparece la palabra “ambiente” y considera oportuno dar la definición de ambiente “el medio ambiente de un organismo consiste en todos aquellos factores y fenómenos externos al organismo y que influyen sobre él, ya sean físicos o químicos (abióticos) o de otros organismos (bióticos)”. -Una definición muy general y amplia de ecología es la de Odum: “el estudio de la estructura y función de la naturaleza”. El ecólogo español Margalef en 1974 la define como “la biología de los ecosistemas”. -Podemos considerar que la ecología surge como una disciplina que pretende conocer la estructura de la naturaleza y explicar su funcionamiento además de las adaptaciones de los organismos a su entorno y sus relaciones con el medio ambiente y que es indispensable para las ciencias ambientales en sus objetivos para soluciona los problemas medioambientales a la vez que se mantiene la calidad de vida de la sociedad y la de las generaciones venideras (desarrollo sostenible). -Es importante no confundir ecología y ecologismo: el ecólogo además de estudiar las relaciones entre los organismos con su medio, profundiza en el conocimiento de como influyen los factores ambientales partiendo del estudio exhaustivo del medio físico donde habitan (características de los suelos, propiedades del aire…). Todos estos conocimientos permiten a la comunidad científica estar en disposición de abordar una gran cantidad de problemas como el crecimiento demográfico, los cambios atmosféricos, la contaminación del aire y el agua, la pérdida de biodiversidad, etc. 2. HISTORIA DE LA ECOLOGÍA -Es una ciencia relativamente moderna. Los primeros indicios de interés sobre ecología surgen en Grecia, cuando Teofrasto escribió sobre las relaciones entre los organismos y el medio. -La ecología como tal no nace hasta el siglo XIX, al entrelazarse estudios realizados en campos diversos como la historia natural, la demografía, la fisiología y aplicaciones que se desarrollaron en la agricultura y ganadería, aunque algunos autores consideran que ya Aristóteles realizó las primeras aproximaciones a la misma. Cuando hace una descripción de las formas de vida de los animales, resalta, por ejemplo, la competencia al hacer referencia a que “los animales están en guerra unos con otros cuando ocupan los mismo lugares y para vivir, utilizan los mismos recursos”.

-En el siglo XVIII se realizaron estudios dentro del ámbito de lo que podría denominarse “ecología vegetal”, como los de Linneo que desarrolló un sistema de nomenclatura binomial (dos nombres: el primero es el del género y el segundo el de la especie) para la clasificación de plantas y animales. Botánicos como Willdenow realizaron aportaciones al observar que en climas parecidos las vegetaciones presentaban similitudes. En la misma época, Von Humboldt destaca en estudios sobre geografía botánica. -Se puede considerar que Warming escribió el primer libro donde aparece el término ecología. Esta ciencia se vio impulsada por los estudios en otras áreas como la biogeografía y por las expediciones marítimas como la del Challenger que recogió información sobre la biodiversidad marina. -En otros ámbitos, Buffon abordó problemas de actualidad como la regulación de poblaciones, reconociendo que las poblaciones humanas y las de animales y plantas están sujetas a los mismos procesos. -Se realizaron también investigaciones sobre poblaciones como las de Malthus que marcarían el desarrollo posterior de la ecología de poblaciones. El crecimiento de la población se vería limitado por los recursos alimenticios. Estas ideas fueron utilizadas por Darwin en sus trabajos sobre la selección natural. Darwin hizo una gran aportación con el desarrollo de la teoría de la evolución donde resalta la adaptación de los organismos a su medio ambiente mediante la selección natural. -También contribuyeron al desarrollo las investigaciones en el campo de la agricultura y la ganadería donde era necesario el conocimiento de los recursos naturales y las condiciones para un aumento en la producción. A destacar los trabajos de Von Liebig sobre química agrícola y fisiología, que realizó experimentos dirigidos a determinar el papel de los elementos químicos en los procesos vitales y consiguió demostrar que existen unos factores limitantes encargados de inhibir el desarrollo fisiológico de las plantas cuando falta algún nutriente indispensable. -A finales del siglo XIX destacan los trabajos de Möbius quien propuso el término de biocenosis para denominar a la comunidad biótica. -A principios del siglo XX se consolida la ecología como ciencia con la aparición de las primeras sociedades y revistas dedicadas a ella. Desaparece la división entre “ecología vegetal” y “ecología animal” para dar paso a una ecología general, en la que se empiezan a considerar los efectos antropogénicos. -En el año 1935, Tansley introduce el término ecosistema, definiéndolo como el conjunto formado por la biocenosis y su entorno abiótico (biotopo). Este concepto fue posteriormente desarrollado en 1941 por Linderman, cuyos trabajos en limnología marcaron el inicio de los estudios de los ecosistemas en términos de flujos de energía y ciclos de materia. Estos conceptos fueron consolidados en 1953 por Odum, padre de la ecología moderna. En esta época destaca Margalef que supo combinar el estudio de los organismos acuáticos con una visión holística de la biosfera, lo que le permitió realizar una gran aportación a la ecología general. -Durante las últimas décadas del siglo XX, la ecología se ha caracterizado por pasar de forma paulatina de una visión puramente descriptiva de la naturaleza a una visión dinámica de los ecosistemas y por el surgimiento de toda una ideología ecologista caracterizada por la consolidación de partidos verdes con representación parlamentaria y la consolidación de un movimiento ecofeminista. 3. DIVISIONES DE LA ECOLOGÍA -La ecología se ha dividido en: autoecología (estudio de los organismos a nivel individual en relación con su medio), sinecologían (se realizan estudios de las comunidades en relación con su entorno) y democología o ecología de poblaciones (estudia las relaciones de una población con el medio).

-Autoecología: analiza las relaciones de los organismos y las condiciones físicas y químicas del ambiente que los rodea. En el laboratorio se realizan estudios de tolerancia del organismo a diversos factores y se establece la relación entre los resultados obtenidos y la distribución de los organismos. -Sinecología: consiste en describir las comunidades existentes en un medio determinado, obteniéndose conocimientos sobre su composición, abundancia y frecuencia de las especies o analizar la evolución de las comunidades y los factores que más influyen. -Demoecología: descripción de la población mediante tasas de nacimiento, mortalidad, migración, para correlacionar los datos con la distribución y abundancia de las poblaciones tanto animales como vegetales. En este, distinguimos la genética de poblaciones, donde se estudia los cambios de frecuencia génica, la influencia de la selección natural, etc. 4. RELACIÓN ENTRE LA ECOLOGÍA Y OTRAS CIENCIAS -La ecología es una ciencia de síntesis e integración que va más allá del ámbito biológico, estableciendo nexos con otras ciencias para explicar las relaciones entre los organismos y su medio. Necesita el apoyo y conocimientos de ciencias como la física, la química, la botánica, la zoología, la geología, las matemáticas… -La química ayudará a comprender la composición y estructura de la materia como por ejemplo conocer las propiedades químicas del agua. La física aporta conocimientos en termodinámica necesarios para entender los flujos de energía para el desarrollo del funcionamiento de los ecosistemas o el estudio de los factores climáticos que pueden conducir a resolver problemas biogeográficos. -También está muy relacionada con las ciencias de la tierra (hidrografía, climatología, geomorfología), la biología (fisiología, genética, evolución) y las ciencias sociales ya que podemos considerar que el impacto ecológico de la especie humana es tal que prácticamente no queda sistema natural que no sufra las acciones de las sociedades.

5. NIVELES DE ORGANIZACIÓN -Las unidades de estudio de la ecología se pueden establecer partiendo del análisis de los distintos niveles de organización de la materia. Cada nivel está formado por los componentes del nivel anterior, apareciendo propiedades nuevas que son muy diferentes. -La ecología se ocupa principalmente de los siguientes niveles de organización: organismos, población, comunidad, ecosistema y biosfera.

-Organismo: puede ser considerado como la unidad elemental en ecología, cuya estructura y funciones vienen caracterizadas por los factores ambientales y la herencia genética. Se encuentran clasificados en cinco reinos: animal, vegetal, hongos, monera y protoctistas. Cuando realizan procesos como metabolismo, crecimiento o reproducción provocan una transformación de energía y procesan materiales de forma que modifican el medio físico y las condiciones y recursos de otros organismos. Por ello la ecología se encarga de estudiar como los factores ambientales abióticos y bióticos afectan a los organismos y viceversa, es decir, cual es la influencia de los organismos sobre el entorno que los rodea. -Población: conjunto de individuos de la misma especie que conviven en un mismo espacio y tiempo y que tienen potencialmente capacidad de reproducirse entre sí. El estudio de las poblaciones se plantea principalmente en términos de análisis de distribución, abundancia y crecimiento de la población. Las características que presentan las poblaciones pueden medirse con ayuda de la estadística. -Comunidad: conjunto de poblaciones de diferentes especies que habitan en un mismo lugar. Las interacciones entre las poblaciones que forman una comunidad pueden ser de diversos tipos. Por ejemplo: las relaciones de competencia por unos recursos limitados como el alimento, habitáculo… 6. CONCEPTO DE ECOSISTEMA, HABITAT Y NICHO -Ecosistema: formado por la comunidad y el medio físico. Consta de dos componentes que interactúan entre sí, la parte viva o biótica (formada por los organismos) y la parte física o abiótica (constituido por el ambiente donde viven y se desarrollan los organismos).

-Ecotono: zona de transición entre dos ecosistemas y que normalmente presenta organismos y características de ambos ecosistemas. -Biomas: ecosistemas de la misma clase con una estructura y organización similar que se encuentran influenciados por factores como la altitud, latitud, temperatura y humedad. -Flujos de energía y ciclos de materia: en los ecosistemas, regulados por los distintos organismos a través de la cadena trófica formada por los productores o autótrofos (plantas), los consumidores o heterótrofos (herbívoros y carnívoros) y los descomponedores (hongos y bacterias), que dejan pasar la energía en un ciclo abierto y además reciclan la materia en ciclos cerrados. 

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Autótrofos: capaces de producir materia orgánica a partir de compuestos inorgánicos utilizando una fuente de energía externa. Hay dos tipos: fotoautótrofos (fuente de energía luz solar) y quimioautótrofos (fuente de energía reacciones químicas). Heterótrofos: necesitan materia orgánica previamente elaborada.

Los ciclos de los ecosistemas presentan unas entradas que son la energía solar, agua, oxígeno, dióxido de carbono, etc. y unas salidas que son el calor, el oxígeno y otros compuestos químicos. -Biosfera: el conjunto de ecosistemas que forman la Tierra.

-En 1972, Lovelock propuso la hipótesis de Gaia donde mantiene que, la atmósfera, los océanos y el suelo están regulados por el crecimiento, la muerte, el metabolismo y otras actividades de los organismos vivos. Constituyen un mecanismo de retroalimentación que proporciona un entorno físico y químico óptimo para la vida en la Tierra. -Hábitat: lugar donde vive un organismo y por tanto pueden considerarse sitios tan diferentes como una rama de un árbol, un bosque, etc. -Nicho ecológico: papel funcional que desempeña un organismo en un ecosistema, y se representa por las condiciones ambientales que un organismo puede tolerar. Se consideran tanto los factores físicos y químicos como los biológicos. 7. MÉTODO CIENTÍFICO -En el estudio y desarrollo de la ciencia se utilizan tres métodos: experimental, inductivo y deductivo. El método experimental es el método científico y queda fijado en tres etapas: observación, formulación de hipótesis y verificación. -En primer lugar existen una serie de observaciones previas a las cuales hay que dar explicaciones. En una segunda etapa se formula una hipótesis, basada normalmente en las observaciones previas y que necesita una tercera etapa donde se realiza la comprobación posterior de la hipótesis para que sea aceptada o rechazada. -En disciplinas como la medicina, la única forma de generar conocimiento es la inducción: consiste en inducir a partir de la observación de un número limitado de casos particulares, una ley o principio. -En disciplinas como las matemáticas, el método usado es el deductivo: se verifica una proposición a partir de otras anteriores ya demostradas.

-La ecología puede considerarse una ciencia natural ya que su objeto de estudio es la naturaleza y una ciencia empírica ya que sus proposiciones deben ser verificadas en la experiencia. Los métodos científicos utilizados para su desarrollo son el método experimental y el deductivo o una combinación de ambos. -Para verificar la hipótesis es necesario realizar experimentos, modificando una o varias variables. Los experimentos pueden ser de campo o laboratorio. -En los experimentos de campo, el control de los factores o variables es más difícil, teniendo que tener en cuenta que otros factores no sean los responsables de las posibles modificaciones. -En los experimentos de laboratorio, se posee mayor control de las variables o condiciones ambientales, pero tiene otras dificultades ya que los resultados obtenidos no pueden aplicarse directamente sobre el campo, al haber ignorado el resto de factores ambientales.

8. MODELOS -Modelos: representaciones simplificadas de los sistemas reales, de forma que a partir de ellos podremos comprender y predecir otras situaciones de mayor complejidad. Pueden ser de dos tipos: verbales o matemáticos. -Modelos verbales: modelos descriptivos, explicaciones con palabras de lo fundamental de una realidad. -Modelos matemáticos: describen las relaciones entre las variables de un sistema en términos de expresiones matemáticas o las relaciones entre las distintas partes del sistema mediante grafos, es decir, usan todas las herramientas que nos dan las matemáticas para describir la evolución de las variables y las relaciones entre ellas y las distintas partes del sistema.  

Modelos numéricos: en los modelos matemáticos, se utilizan solo magnitudes y ecuaciones. Modelos gráficos: en los modelos matemáticos se usan diagramas donde se dibujan de una forma simplificada los componentes del sistema señalando con flechas las acciones de unos sobre otros....