TEMA 1- Generalidades PDF

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TEMA 1 DEFINICION DE ECOLOGIA (Oikos = Casa; Logos = Estudio) La Ecología se ocupa del estudio científico de las interrelaciones entre los organismos y sus ambientes, y por tanto de los factores físicos y biológicos que influyen en estas relaciones y son influidos por ellas. • La ecología es la ciencia que estudia a los seres vivos, su ambiente, la distribución, abundancia y cómo esas propiedades son afectadas por la interacción entre los organismos y su ambiente (Margalef, 1998). En el ambiente se incluyen las propiedades físicas que pueden ser descritas como la suma de factores abióticos locales, como el clima y la geología, y los demás organismos que comparten ese hábitat (factores bióticos). • Es el estudio científico de las interacciones entre organismos y el ambiente en el que habitan (Haeckel, 1869) •

Es el estudio científico de las interacciones que determinan la distribución y abundancia de los organismos (Krebs, 1972)

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Es el estudio científico de la distribución y abundancia de los organismos y de las interacciones que determinan esta distribución y abundancia (Begon, 1996)

OBJETIVOS 1-DESTACAR CAUSAS DE LA DISTRIBUCION Y ABUNDANCIADE LOS ORGANISMOS (Krebs,2001) 2-EXPLICAR LOS PATRONESOBSERVADOS EN LA NATURALEZA (Barbault, 1992) El objetivo central de la ecología es entender las causas de los patrones en el mundo natural. • La existencia de similitudes entre hábitats sugiere que hay fuerzas similares que dan forma a morfologías, a historias de vida y a fisiologías, las cuales determinan la estructura y dinámica de las comunidades. Con la doble idea de que 1- esos patrones resultan de presiones del medioambiente y de compromisos que encuentran los organismos para adaptarse. 2-es posible interpretar esos patrones para destacar los procesos que los determinan Esto supone que existen leyes generales y estructuras similares en sistemas independientes. Ejemplo: convergencia. ESCALA Percibimos las variaciones temporales en nuestro ambiente como la alternancia del día y la noche (TIEMPO -24 HORAS) y la progresión estacional de temperatura y precipitaciones (365 DIAS) • Variación Espacial: El ambiente difiere de un lugar a otro. Las variaciones en clima, topografía y tipo de suelo producen heterogeneidad a gran escala (de metros a cientos de Km.). En escalas más pequeñas hay gran heterogeneidad originada en estructuras de plantas, actividades de animales y aún en partículas de suelo.

La tendencia tradicional en ecología ha sido la de asumir que los sistemas en la naturaleza son homogéneos con el objetivo de simplificar y comprender los procesos e interacciones que en ella se desarrollan • Milne(1991) propone que la heterogeneidad es la complejidad resultante de las interacciones entre la distribución de los factores ambientales y la respuesta diferencial de los organismos a esos factores según esta definición, los organismos viven en hábitats que son altamente heterogéneos tanto en el espacio como en el tiempo (Stewart et al., 2000).

• Escala espacial: dimensión física de un objeto o proceso en el espacio (García 2008). Su interés en ecología, radica en que un objeto o proceso tienen una característica de operatividad, y que un mismo proceso puede generar patrones diferentes a distintas escalas, al estar regulado por diferentes mecanismos . Ej. la diferencia entre la parte inferior y superior de una hoja es importante para una oruga, pero no para un herbívoro. • Escala temporal: Ocurren en diferentes escalas de tiempo Ej: Rotación de cultivos (en un año), Urbanización de la zona ribereña (décadas), Forestaciones manejadas (cientos de años). Ej. cambio de uso del suelo en una cuenca, es uno de muchos factores que generan disturbios en un río ; Transformación (urbanizacion) de un humedal en el tiempo Los procesos ecológicos varían en sus efectos o importancia a distintas escalas espaciales y temporales • Nivel de poblaciones y comunidades - procesos que reducen biodiversidad - pueden provocar extinciones locales a nivel de paisaje - los mismos procesos producen redistribuciones espaciales • Ciclos biogeoquimicos: poco importantes en configuraciones locales, mas importantes en configuraciones regionales o de paisajes Uno de los retos a los cuales se enfrenta un ecólogo es identificar la escala temporal y espacial en la cual se llevan a cabo los fenómenos de su interés. ej: - Se desea estudiar el crecimiento poblacional de un grupo de orugas que viven en los árboles y no tienen la capacidad de volar, la esc. espacial de este evento sería el árbol y no el bosque. -Si deseáramos saber en cuánto tiempo florece y quien poliniza las flores de una especie de planta, la escala temporal puede variar de unos pocos meses hasta años. -Si el fenómeno de interés es el cambio climático global, la escala espacial sería la tierra y la temporal podría ser hasta un siglo. El estudio de cualquier fenómeno desde una aproximación sistémica requiere la definición clara de las fronteras . e.j. escalas espaciales y temporales que regulan y condicionan la evolución del mismo Hay comunidades que se definen en escalas temporales (vegetación secundaria) y espaciales (tipos de vegetación). ENFOQUES ACTUALES: • Descriptivo: Levantamiento de la fauna y de la flora. Existen riesgos de que la investigación se cierre en si misma, volviéndose redundante sin alcanzar resultados objetivos. • Experimental: se basa en pruebas de hipótesis por medio de un abordaje experimental (en laboratorio o en campo). Es rígido, desde el punto de vista científico pero puede llevar a un excesivo alejamiento de la realidad. • Teórico: utiliza métodos teóricos como simples modelos conceptuales, modelos matemáticos, simulaciones computacionales y análisis de datos avanzado para estudiar los sistemas ecológicos. Además, tiene como objetivo unificar una amplia gama de observaciones empíricas, asumiendo que los procesos comunes, mecanicistas generan fenómenos observables a través de especies y ambientes ecológicos. - La ecología teórica pretende explicar o predecir una gran variedad de fenómenos en las ciencias de la vida, tales como el crecimiento demográfico y la dinámica, la pesca, la competencia, la teoría evolutiva, la epidemiología, la dinámica del comportamiento animal y de grupo, las redes alimentarias, los ecosistemas, la ecología espacial y los efectos del cambio climático. -

La “ecología histórica”, en lugar de concentrarse en un evento específico, busca estudiar y comprender las

interacciones entre los seres humanos y los ecosistemas a lo largo del espacio y del tiempo. Con el objetivo de obtener una comprensión completa de los efectos acumulativos de estas perturbaciones que continuamente moldean los ecosistemas y contribuyen para la transformación del paisaje (Baleé, 1998). Considera que las personas y el paisaje pueden ser estudiados holísticamente, porque el paisaje incorpora tanto personas como el ambiente y son dependientes un del otro, de este modo, es más eficiente estudiarlos juntos como una única entidad (Baleé, 2006). Jackson y Hobbs (2009), consideran que la paleoecología podrá servir como una importante herramienta científica para la ecología histórica. La paleoecología es la rama de la paleontología que estudia los organismos fósiles y los restos fósiles del pasado para conocer su medio ambiente y reconstruir los ecosistemas presentes en la Tierra durante las diferentes eras geológicas. Los estudios paleoecológicos y paleoambientales ayudan nuestro entendimiento tanto de los ecosistemas actuales como históricos, al determinar las circunstancias en las que surgieron, midiendo el intervalo de la variabilidad ambiental que han experimentado, y identificando los umbrales ambientales en el que se requieren diferentes niveles de intervención. PROBLEMAS… - El impacto de los humanos ha aumentado la tasa extinción a niveles similares a las cinco extinciones más grandes de la historia - Ha transformado la mitad del planeta, Ha creado cincuenta #zonas muertas# - Expertos han predicho la perdida de dos tercios de todas las plantas y animales durante la segunda mitad de este siglo Extinción es la desaparición definitiva de alguna especie animal o vegetal sobre nuestro planeta. Es un proceso irreversible. Hace millones y miles de años se produjeron extinciones por causas naturales. En las últimas centurias se han acelerado por la acción directa o indirecta del hombre. De esta forma, se priva definitivamente de organismos (incluso no descubiertos aún) que podrían ser beneficiosos. * Antropoceno* Causas de extinción debidas a la acción del hombre: Alteración del ambiente, Expansión agropecuaria, Deforestación, Desertificación y Sobrepastoreo

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Proceso de organización de las comunidades vegetales Sucesión Ecológica: RECONOCIMIENTO DE FUNCIONES • PIONERAS: Especies de rápido crecimiento, vida corta. Germinan a pleno sol • SECUNDARIAS INICALES: Especies de crecimiento medio, vida media. Germinan al sol y en la sombra • CLÍMAX: Especies de crecimiento lento, vida larga- Germinan en la sombra. NIVELES JERARQUICOS EN LA ECOLOGIA

• Poblaciones: Conjunto de individuos de la misma especie que conviven en un tiempo y lugar. Características: variación de abundancia en tiempo y espacio • Comunidades: conjunto de poblaciones de distintas especies que coexisten en un tiempo y lugar Características: composición de especies, relaciones tróficas, interacciones • Ecosistema: comunidad + ambiente físico Características: flujo de materia y energía entre los organismos y entre ellos y el medio DEFINICIONES COMUNIDADES: áreas en tierra y volúmenes de agua que contienen aglomerados de diferentes especies, en proporciones diversas y que cumplen diferentes funciones en el espacio y tiempo. - PROPIEDADES EMERGENTES: Propiedades que son la suma de las propiedades de los individuos mas sus interacciones - La ecología de comunidades es el estudio de las propiedades emergentes en la estructura y el comportamiento de conglomerados biológicos multi-especificos.

Ecología de comunidades • Se refiere al estudio de las propiedades emergentes en la estructura y comportamiento de conjuntos de multiespecies biológicas • El sinecólogo estudia la distribución de los agrupamientos y las razones que pueden influenciar o causar dicha distribución; la naturaleza de las interacciones entre especies y su ambiente ; la estructura y las actividades del conglomerado multiespecifico, en espacio y tiempo

ECOSISTEMA • Concepto: fue introducido por el ecólogo inglés Arthur George Tansley en 1935. El ecosistema es la interrelación de una biocenosis (conjunto de seres vivos) y un biotopo (medio físico). Es una unidad compuesta de organismos interdependientes que comparten el mismo hábitat. Suelen formar una serie de cadenas que muestran la interdependencia de los organismos dentro del sistema. El concepto, que comenzó a desarrollarse entre 1920 y 1930, tiene en cuenta las complejas interacciones entre los organismos (por ejemplo plantas, animales, bacterias, protistas y hongos) que forman la comunidad (biocenosis) y los flujos de energía y materiales que la atraviesan.

Los ecosistemas han adquirido relevancia política: -Convenio sobre la Diversidad Biológica («Convention on Biological Diversity», CDB) —ratificado por más de 175 países en Río de Janeiro en junio de 1992— Se establece «la protección de los ecosistemas , los hábitats naturales y el mantenimiento de poblaciones viables de especies en entornos naturales» como un compromiso de los países ratificantes. Esto ha creado la necesidad política de identificar espacialmente los ecosistemas y de alguna manera distinguir entre ellos. El CDB define un «ecosistema» como «un complejo dinámico de comunidades vegetales, animales y de microorganismos y su medio no viviente que interactúan como una unidad funcional». Ecosistemas: Clasificación Algunos de los sistemas de clasificación fisonómico-ecológicos disponibles son los siguientes: Clasificación fisonómica-ecológica de formaciones vegetales de la Tierra: un sistema basado en el trabajo de 1974 de Mueller-Dombois y Heinz Ellenberg, y desarrollado por la UNESCO. Esta clasificación es fundamentalmente un sistema de clasificación de vegetación jerárquico, una fisionomía de especies independientes que también tiene en cuenta factores ecológicos como el clima, la altitud, las influencias humanas tales como el pastoreo, los regímenes hídricos, así como estrategias de supervivencia tales como la estacionalidad. •

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Sistema de clasificación de la cubierta terrestre(«Land Cover Classification System», LCCS), desarrollado por la Organización para la Agricultura y la Alimentación (FAO).

Sistemas de clasificación acuáticos: • Servicio Geológico de los Estados Unidos («UnitedStatesGeological Survey», USGS) Diseñar un sistema completo de clasificación de ecosistemas que abarque tanto los ecosistemas terrestres como los acuáticos. La Red Interamericana de Información sobre Biodiversidad (IABIN) es una red dedicada a la adopción y promoción de normas y protocolos de ecoinformáticaen todos los países de las Américas, facilitando así el uso racional de la información biológica para la conservación y el uso sostenible de la biodiversidad. Es principalmente una iniciativa intergubernamental, pero tiene una fuerte participación de una amplia gama de socios no gubernamentales. Desde una perspectiva de la filosofía de la ciencia, los ecosistemas no son unidades discretas de la naturaleza que se pueden identificar simplemente usando un enfoque correcto para su clasificación. El sistema completo, ... incluyendo no sólo el complejo de organismos, sino también todo el complejo de factores físicos que forman lo que llamamosmedio ambiente. Tansley consideraba los ecosistemas no simplemente como unidades naturales sino como «aislamientos mentales» («mental isolates»).Tansley más adelante definió la extensión espacial de los ecosistemas mediante el término «ecotopo. Ecosistemas: Estructura La estructura física del ecosistema puede desarrollarse en la dirección vertical y horizontal, en ambos casos se habla estratificación. • Estructura vertical. El perfil del suelo, con su subdivisión en horizontes, es un 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. Algunos ecosistemas desarrollan estructuras horizontales en mosaico, como ocurre en extensas zonas bajo climas tropicales de dos estaciones, donde se combina la llanura /hierbas y el bosque o el matorral espinoso, formando un paisaje característico conocido como la sabana arbolada. Estructura: • Sustancias inorgánicas: dióxido de carbono, nitrógeno, fósforo, oxígeno, sales, etc. Se encuentran en el suelo, aire o disueltas en las aguas de los ecosistemas. • Sustancias orgánicas: clorofila, grasas, proteínas, hidratos de carbono, etc. • Factores ambientales físicos: factores climáticos (luz,temperatura,vientos,etc.) y aquellos propios de los cuerpos de agua (velocidad y dirección de las corrientes, turbidez ,etc.). • Productores (principalmente plantas verdes):capaces de sintetizar materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas • Consumidores (principalmente animales y el hombre):transforman parte de la materia orgánica ya sintetizada en su propia materia orgánica. Consumen a otros organismos o a la materia orgánica.

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Descomponedores (bacteriasyhongos):utilizan la energía residual de la materia orgánica y devuelven los elementos minerales al medio para su reincorporación por los productores. Son los causantes de la descomposición de la materia orgánica muerta.

Funciones básicas: Fotosíntesis , Respiración, Circulación de la materia, Homeostasia, Sucesión Ecosistema: Tansley (1935) la reunion de todos los organismos con su medio físico. - Aspectos funcionales: flujo de energía, cadenas de alimentos, diversidad, ciclaje de nutrientes, sucesión y evolución - Aspectos estructurales: sustancias inorgánicas, sustancias organicas, clima, sustrato - Componentes bioticos(productores, consumidores, predadores, desintegradores, regeneradores Un ecosistema es una unidad funcional de interacción entre animales, plantas y el ambiente físico: ej. lago, bosque, etc La estructura y funcionamiento de un ecosistema se estudia mediante dos fenómenos: Ciclos de la materia y Flujo de energía. Conceptos: • Especie–Conjunto de individuos capaces de reproducirse entre si, generando una prole fértil. La plasticidad es un mecanismo que favorece a las especies ante condiciones heterogéneas, lo que hace que éstas respondan positivamente a la selección natural, definida como la preservación de las variaciones útiles y la eliminación de las nocivas; en términos generales es la descendencia con modificación. Diversidad genética. • Ecótipo- Son poblaciones de una misma especie pero que presentan grande dispersión geográfica (están físicamente separadas) y conllevan a variaciones en las especies. Cuando tales variaciones tienen base genética, son llamadas razas genéticas, cuando son puramente fisiológicas son llamadas raza fisiológicas • Población–Conjunto de individuos de la misma especie que viven en un territorio cuyos limites son delimitados por el ecosistema en el cual la población se encuentra presente. Unidades ecológicas • Hábitat –El concepto naturalista-biológico hace referencia estrictamente al emplazamiento geográfico donde se encuentra determinada especie, el área de distribución de la misma. Podría definirse como el lugar donde un organismo (planta o animal) vive naturalmente. Sin embargo el hábitat puede estar desvinculado del censo geográfico (un tronco caído como hábitat de coleópteros). Para casos como los de especies migratorias y/o con ciclos de desarrollo y reproducción en lugares diferentes, la definición espacial puede no ser una tarea sencilla. En dichos casos, para mantenerse dentro del concepto, se hace referencia a especies de hábitat complejo. Con el desarrollo de la teoría ecológica , se incorpora una dimensión ambiental más a este primer concepto y se introducen como parte fundamental de la definición los factores abióticos convirtiéndose en el: “espacio que reúne las características físicas y biológicas necesarias para la supervivencia y reproducción de una especie.“ Esta segunda definición se refiere directamente a las condiciones bióticas y abióticas presentes en un determinado espacio, aptas para una determinada especie (para establecer restauración). Libera al concepto de la estricta presencia de la especie para limitar este espacio, ya que se define solo en términos de requerimientos ambientales para la misma. Ya no es la distribución real de la especie la determinante sino el espacio que llena las condiciones para que esta ocurra; este espacio se divide pues en hábitat realy hábitat potencial. • Biomas Un bioma es una clasificación global de áreas similares, incluyendo muchos ecosistemas, climática y geográficamente similares, esto es, una zona definida ecológicamente en que se dan similares condiciones climáticas y similares comunidades de plantas, animales y organismos del suelo, son a menudo referidas como ecosistemas de gran extensión. Los biomas se definen basándose en factores tales como las estructuras de las plantas (árboles, arbustos y hierbas), los tipos de hojas (plantas de hoja ancha y aguja), la distancia entre las plantas (bosque, selva, sabana) y el clima. Los biomas no se definen por genética, taxonomía o semejanzas históricas y se identifican con frecuencia con patrones especiales de sucesión ecológica y vegetación clímax.

Representa nuestra sierra Tiene esta distribución por las precipitaciones. Vertiente o ladera oriental y occidental. De un lado el clima es cálido y seco (el mas seco es en la base) y del otro húmedo. Aire húmedo choca de un lado precipitando, al dar la vuelta hace el proceso inverso calentándose y secándose

La ecología es una ciencia joven y muy compleja. Para abordar esa complejidad se utilizan una diversidad de enfoques complementarios que pueden estudiar solo subsistemas

¿Cuál es el objeto de estudio de la ecología? • NIVELE...