unidad 3: Biodiversidad

3.1 Diversidad y organización biológica.

La biodiversidad o diversidad biológica es la variedad de la vida. Este reciente concepto incluye varios niveles de la organización biológica. Abarca a la diversidad de especies de plantas y animales que viven en un sitio, a su variabilidad genética, a los ecosistemas de los cuales forman parte estas especies y a los paisajes o regiones en donde se ubican los ecosistemas. También incluye los procesos ecológicos y evolutivos que se dan a nivel de genes, especies, ecosistemas y paisajes

El concepto fue acuñado en 1985, en el Foro Nacional sobre la Diversidad Biológica de Estados Unidos. Edward O. Wilson (1929 - ), entomólogo de la Universidad de Harvard y prolífico escritor sobre el tema de conservación, quien tituló la publicación de los resultados del foro en 1988 como “Biodiversidad”.

Los seres humanos hemos aprovechado la variabilidad genética y “domesticado” por medio de la selección artificial a varias especies; al hacerlo hemos creado una multitud de razas de maíces, frijoles, calabazas, chiles, caballos, vacas, borregos y de muchas otras especies. Las variedades de especies domésticas, los procesos empleados para crearlas y las tradiciones orales que las mantienen son parte de la biodiversidad cultural.

En cada uno de los niveles, desde genes hasta paisaje o región, podemos reconocer tres atributos: composición, estructura y función.

La composición es la identidad y variedad de los elementos (incluye qué especies están presentes y cuántas hay), la estructura es la organización física o el patrón del sistema (incluye abundancia relativa de las especies, abundancia relativa de los ecosistemas, grado de conectividad, etc.) y la función son los procesos ecológicos y evolutivos (incluye a la depredación, competencia, parasitismo, dispersión, polinización, simbiosis, ciclo de nutrientes, perturbaciones naturales, etc.)

Niveles de organizacion biologica

La organización biológica o jerarquía de la vida, es la jerarquía de estructuras y sistemas biológicos complejos que definen la vida mediante una aproximación reduccionista.La jerarquía tradicional, como se detalla más abajo, va desde el átomo (como nivel inferior) a la biosfera. Los niveles superiores de este esquema se les da frecuentemente el nombre de organización ecológica.

La biología (la ciencia que estudia a los seres vivos) se ocupa de analizar jerarquías o niveles de organización que van desde la célula a los ecosistemas. Este concepto implica que en el universo existen diversos niveles de complejidad.

Por lo tanto, es posible estudiar biología a muchos niveles, desde un conjunto de organismos (comunidades) hasta la manera en que funciona una célula o la función de las moléculas de la misma.

Para una mayor comprensión, partiendo desde la materia no viva, en orden ascendente mencionaremos los principales niveles de organización:

1.- Nivel molecular: Es el nivel abiótico o de la materia no viva.

En este nivel molecular se distinguen cuatro subniveles:

- Subnivel subatómico: Lo constituyen las partículas subatómicas; es decir, los protones, electrones y neutrones.

- Subnivel atómico: Constituido por los átomos, que son la parte más pequeña de un elemento químico que puede intervenir en una reacción.

- Subnivel molecular: Constituido por las moléculas;, es decir, por unidades materiales formadas por la agrupación de dos o más átomos mediante enlaces químicos (ejemplos: O₂, H₂O), y que son la mínima cantidad de una sustancia que mantiene sus propiedades químicas. Distinguimos dos tipos de moléculas: inorgánicas y orgánicas.

- Subnivel macromolecular: Está constituido por los polímeros que son el resultado de la unión de varias moléculas (ejemplos: proteínas, ácidos nucleicos). La unión de varias macromoléculas da lugar a asociaciones macromoleculares (ejemplos: glucoproteínas, cromatina). Por último, las asociaciones moleculares pueden unirse y formar organelos u orgánulos celulares (ejemplos.: mitocondrias y cloroplastos).

Las asociaciones moleculares constituyen el límite entre el mundo biótico (de los seres vivos) y el abiótico (de la materia no viva o inerte). Por ejemplo, los ácidos nucleicos poseen la capacidad de autorreplicación, una característica de los seres vivos.

2.- Nivel celular: Incluye a la célula, unidad anatómica y funcional de los seres vivos. La más pequeña unidad estructural de los seres vivos capaz de funcionar independientemente.

Cada célula tiene un soporte químico para la herencia (ADN), un sistema químico para adquirir energía etc.

Se distinguen dos tipos de células:

Las células procariotas: son las que carecen de envoltura nuclear y, por lo tanto, la información genética se halla dispersa en el citoplasma, aunque condensada en una región denominada nucleoide.

Las células eucariotas son las que tienen la información genética rodeada por una envoltura nuclear, que la aísla y protege, y que constituye el núcleo.

Las células son las partes más pequeñas de la materia viva que pueden existir libres en el medio. Los organismos compuestos por una sola célula se denominan organismos unicelulares, y deben desarrollar todas las funciones vitales.

3.- Nivel pluricelular u orgánico: Incluye a todos los seres vivos constituidos por más de una célula. En los seres pluricelulares existe una división de trabajo y una diferenciación celular alcanzándose distintos grados de complejidad creciente:

- Tejidos: es un conjunto de células muy parecidas que realizan la misma función y tienen el mismo origen. Por ejemplo el tejido muscular cardíaco.

- Órganos: Grupo de células o tejidos que realizan una determinada función. Por ejemplo, el corazón, es un órgano que bombea la sangre en el sistema circulatorio.

- Sistemas: es un conjunto de varios órganos parecidos que funcionan independientemente y  están organizados para realizar una determinada función; por ejemplo, el sistema circulatorio.

- Aparatos: Conjunto de órganos que pueden ser muy distintos entre sí, pero cuyos actos están coordinados para constituir una función.

4.- Nivel de población: Los seres vivos generalmente no viven aislados, sino que se relacionan entre ellos.

Una población es un conjunto de individuos de la misma especie, que viven en una misma zona en un momento determinante y que se influyen mutuamente. Grupos de individuos similares que tienden a aparearse entre sí en un área geográfica limitada. Esto puede ser tan sencillo como un campo con flores separado de otro campo por una colina sin flores, o una manada de cabras en un predio.

Una Comunidad es: la relación entre grupos de diferentes especies. Por ejemplo, las comunidades del desierto pueden consistir en conejos, coyotes, víboras, ratones, aves y plantas como los cactus. La estructura de una comunidad puede ser alterada por cosas tales como el fuego, la actividad humana y la sobrepoblación.

5.- Nivel de ecosistema: La diferentes poblaciones que habitan en una misma zona en un momento determinado forman una comunidad o biocenosis. Las condiciones fisicoquímicas y las características del medio en el que viven constituyen el biotopo. Al conjunto formado por la biocenosis, el biotopo y las relaciones que se establecen entre ambos se denomina ecosistema.

6.- Biósfera: La suma de todos los seres vivos tomados en conjunto con su medio ambiente. En esencia, el lugar donde ocurre la vida, desde las alturas de nuestra atmósfera hasta el fondo de los océanos o hasta los primeros metros de la superficie del suelo (o digamos mejor kilómetros sí consideramos a las bacterias que se pueden encontrar hasta una profundidad de cerca de cuatro kilómetros de la superficie). Dividimos a la Tierra en atmósfera (aire), litósfera (tierra firme), hidrósfera (agua), y biósfera (vida).

3.2 Dinámica poblacional:

La dinámica de poblaciones es la especialidad de la ecología que se ocupa del estudio de los cambios que sufren las poblaciones biológicas en cuanto a tamaño, dimensiones físicas de sus miembros, estructura de edad y sexo y otros parámetros que las definen, así como de los factores que causan esos cambios y los mecanismos por los que se producen.

La dinámica de poblaciones es el principal objeto de la biología matemática en general y de la ecología de poblaciones en particular. Tiene gran importancia en la gestión de los recursos biológicos, como las pesquerías, en la evaluación de las consecuencias ambientales de las acciones humanas y también en campos de la investigación médica relacionados con las infecciones y la dinámica de las poblaciones celulares.

Densidad poblacional :

La densidad de población (también denominada formalmente población relativa, para diferenciarla de la absoluta que se refiere al número de habitantes) se refiere simplemente alnúmero de habitantes de una región a través del territorio de una unidad funcional o administrativa (continente, país, estado, provincia, departamento, distrito, condado, etc.).

Su sencilla fórmula es la siguiente:

Como a nivel mundial las superficies usualmente se expresan en kilómetros cuadrados, la densidad obtenida comúnmente corresponde a habitantes por km². No obstante, en los países angloparlantes se suele utilizar la milla cuadrada como unidad de superficie, por lo que en ellos la población relativa es normalmente expresada por medio de hab./mi²

Naturalmente, dentro de un mismo país, las regiones urbanas tienen una mayor densidad demográfica que las rurales. Sin embargo, en las comparaciones internacionales esto no siempre es así. Por ejemplo, algunas zonas rurales de la superpoblada isla indonesia de Java tienen mayor densidad que algunas regiones urbanizadas de Europa.

Los países o territorios más densamente poblados del mundo usualmente también son bastante pequeños y, en algunos, casos, se trata de ciudades-Estado. Entre ellos se encuentran Macao (región administrativa especial de China), Singapur, Hong Kong (otra RAE china), el pequeño principado europeo de Mónaco y algunas islas de las Antillas Menores, como Barbados y San Vicente y las Granadinas. Por otro lado, entre las naciones con mayor población absoluta se destacan por su densidad Bangladesh, la India y Japón. En América Latina sobresalen Puerto Rico, El Salvador (la nación más densamente poblada del istmo centroamericano), Guatemala y Cuba.

En 1991 la Ciudad amurallada de Kowloon había alcanzado una población superior a los 50.000 habitantes, malviviendo en sus escasos 0,026 km², ostentando el triste récord de tener la mayor densidad de población del planeta con 1.900.000 habitantes por km².

A mediados de 2009 la densidad de población promedio mundial es de 50 hab./km² (sin contar la distorsión estadística provocada por el “peso muerto” que implican los aproximadamente 14 millones de km² de la Antártida; si se los incorpora, la población relativa mundial baja a 45 hab./km²)

Principales propiedades de las poblaciones:

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Las principales propiedades emergentes de las poblaciones son las siguientes: Tamaño, Densidad, Patrón de Distribución, Tasa de crecimiento poblacional, Estructura poblacional,  propiedades 

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3.   1.-TAMAÑO: El tamaño es el numero de organismos que compone una población y es una medida de su abundancia

·     2.- DENSIDAD:  Es el número de organismos por unidad de área. Brinda información de que tan cerca es decir que tan apiñados e encuentran los organismos, da información sobre la intensidad de sus interacciones ecológicas. Por ejemplo, en un cultivo de caña de azúcar con una densidad de ocho individuos por metro cuadrado seguramente habrá una mayor competencia por los recursos que en uno con una densidad de dos individuos por metro cuadrado. Para el caso de poblaciones de animales que se mueven, la densidad cambia constantemente y por lo tanto es difícil de estimar . Sin embargo es útil como una medida de abundancia y puede ser muy informativa.

·     3.- PATRON DE DISTRIBUCIONES:  el arreglo espacial de los organismos en una población. En general ay tres patrones de distribución: el agregado el aleatorio y el uniforme Obviamente eso se refiere a solo los organismos sésiles que no se mueven y que forman arreglos espaciales más o menos estables. La mayoría De las poblaciones de plántulas se establecen a manera de grupos ocupados los espacios de mayor abundancia de recurso.

·      4.- A) Agregado B) Aleatorio C) Uniforme

·     5.- Parámetros Demográficos Los parámetros demográficos son los procesos que dan lugar a cambios numéricos en las poblaciones. Hay cuatro parámetros demográficos básicos: La tasa de natalidad, la tasa de moralidad, la tasa de emigración y la tasa de inmigración. La tasa de natalidad indica cuantos individuos nacen por unidades de tiempo y es una consecuencia de la reproducción. La tasa de mortalidad es el número de individuos que mueren por unidad de tiempo. El movimiento de individuos entre poblaciones se mide atreves de la tasa de inmigración y de emigración.

·      6.- Tasa de crecimiento poblacional Como resultado de los nacimientos, las muertes las emigraciones y la inmigraciones l tamaño de la poblaciones cambia con el tiempo. Esta tasa de cambios se conoce como tasa de crecimiento poblacional y es uno de los parámetros más importantes de las poblaciones que los ecólogos intentan conocer. Hay muchas maneras de cuantificar la tasa de crecimiento poblacional. Una es forma porcentual. También se puede presentar de manera relativa. La variable que describe el crecimiento poblacional de manera relativa. La variable que describe el crecimiento poblacional d esta forma se llama tasa intrínseca de crecimiento representada por letra r y se refiere al cambio poblacional per cápita es decir por cada individuo de la población.

Curva de crecimiento poblacional

Cuando se gráfica el tamaño de las poblaciones en eltiempo resultan dos clases básicas de curvas, en S y en J.

Supongamos que varios años anormalmente rigurosos han reducido cierta poblacional un nivel bajo, pero luego las condiciones vuelven a la normalidad. Así, la población llega a aumentar de forma exponencial, hasta que ocurre una de dos cosas.

Una es que los enemigos naturales entran en acción y hacen que la población se nivele y se mantenga un equilibrio dinámico. Este patrón se conoce como curva en S

.

En ausencia de enemigos, la población sigue creciendo hasta que agota los recursos esenciales y ocurre una brusca mortandad provocada por el hambre y/o enfermedad es relacionada. Esta grafica se denomina curva en J.

Estrategias de crecimiento poblacional “r” y “k”. Curvas de supervivencia

El número de individuos de las poblaciones está en relación directa con su capacidad de reproducirse, pero condicionado por las características del ambiente en el cual se desarrolla cada especie.

Elefante: estrategia K para la sobrevivencia.

Consecuente con ello, los diferentes organismos, animales o vegetales, utilizan variadas estrategias de sobrevivencia para conservar su población.

Al respecto, los científicos han expresado la llamada teoría de la selección r/K, según la cual  las fuerzas evolutivas operan en dos direcciones diferentes: r o K en relación con la probabilidad de supervivencia de individuos de diferentes especies de plantas y animales.

Esto signifca que algunos organismos utilizan lo que se define como laestrategia r, y otros la estrategia K, donde las letras r y K provienen de los símbolos utilizados para representar la rapidez o tasa de reproducción (r), y la capacidad de carga del ambiente (K).

Estrategia K

Propia de organismos de ambientes estables, con una tasa reproductiva baja, que producen un pequeño número de crías a las que ofrecen cuidados paternos, lo que reduce su mortalidad al mínimo. Esto signifca que se trata de organismos que invierten gran cantidad de recursos en unos pocos descendientes, cada uno de los cuales tiene una alta probabilidad de supervivencia. Esta estrategia puede resultar exitosa pero hace a la especie vulnerable respecto a la suerte de un pequeño número de individuos.

Generalmente son especies de grandes dimensiones corporales, con edad prolongada y reproducción tardía, que desarrollan mecanismos defenisvos y que suelen enfrentar competencia interespecífica.

Su curva de sobrevivencia cacterítica es de tipo convexo.

Mariposa monarca: estrategia r para sobrevivir.

Entre los estrategas K se encuentra la mayor parte de los mamíferos, como los elefantes, el rinoceronte, la jirafa, el ganado y los seres humanos. También árboles con pocas semillas, grandes, ricas en nutrientes, cargadas de alcaloides o con defensas mecánicas (espinas, cortezas duras, etc.), son típicas de estrategia K, v. gr., palma de coco, aguacate, zapote.

Por su estrecha dependencia en el hábitat, y su poca facilidad para adaptarse a nuevas situaciones, las especies en peligro de extinción son por lo general estrategas K. Por el número bajo de individuos y la lentitud de su reproducción, los estrategas K rara vez sirven de fuente principal de alimento para otras especies bajo condiciones naturales.

Debemos notar que aves y mamíferos que invierten tiempo y energía en el cuidado de sus hijos, durante períodos prolongados, son el ejemplo clásico de los estrategas K.

Estrategia r

Típica de organismos cuyo hábitat es inestable, tiene una tasa de reproducción elevada, produciendo un gran número de crías. Sin embargo, no proporcionan cuidados paternos, por lo cual se observa una gran mortalidad.

Suelen ser especies de tamaño pequeño, con edad corta y de reproducción temprana. No desarrollan mecanismos defensivos y  suelen enfrentar competencia intraespecífica.

Su curva de sobrevivencia es de tipo cóncavo.

Abundantes semillas aseguran la sobrevivencia de una especie.

Ejemplos: roedores, tortuga marina,  insectos. Las plantas anuales o perennes, con abundantes semillas, pequeñas, sin compuestos secundarios ni otras defensas contra la depredación son típicas de estrategia r, v. gr., pinos, robles, ceibas, pastos y yerbas en general. En forma análoga, lo hacen los invertebrados terrestres y acuáticos, muchas especies de peces, producen innumerables propágulos que se dispersan pasivamente, sufren altas tasas de depredación.

La población de estas especies consideradas estrategas r depende mayormente de la rapidez con que se reproducen, y no de la capacidad de carga del hábitat. Las mismas sirven por lo general de fuente
de alimento para las especies consideradas como estrategas K.

Una acotación: Los ejemplos entregados, en ambas estrategias, subrayan el hecho de que r y K son extremos de un espectro de adaptaciones; de hecho, la mayoría de las especies tanto de plantas como de animales emplean estrategias intermedias.

Curvas de sobrevivencia

Son las representaciones gráficas de los índices de sobrevivencia y muestran cuál es la edad más vulnerable de una esepcie: es decir, cuándo tienen menos posibilidades de sobrevivir y mayor mortalidad.

Existen tres tipos de durvas de sobrevivencia: convexa o Tipo I, recta o Tipo II y cóncava o Tipo III.

Convexa o Tipo I: es común en poblaciones donde la mortalidad se acentúa cuando los organismos alcanzan el estado adulto, y se la conoce como de pérdidas tardías, pues son los individuos de mayor edad los más vulnerables. El ser humano y muchos mamíferos de gran talla muestran este tipo de curva.

Recta o Tipo II: característica de sobrevivencia de las poblaciones con una mortalidad constante durante su vida. Es el caso de la hidra, algunas plantas como las palmas o de muchas aves.

Cóncava o Tipo III: Característica de poblaciones con un alto índice de mortalidad en atapas jóvenes. Por ejemplo: las de muchos invertebrados, entre ellos los moluscos e insectos; de vertebrados comoolos peces, y las plantas que producen numerosas semillas pero cuya descendencia en su mayoría no sobrevive.

3.3 Dispersión y conceptos biogeográficos

La dispersión atañe a un grupo sistemático el cual está sometido a variaciones en el tiempo que afectan sus fronteras. En un sentido amplio, el término dispersión implica el proceso mediante el cual un organismo es capaz de propagarse gradualmente desde su lugar de origen hacia otro sitio (Udvardy, 1969). En tendiéndose por propagación al movimiento azaroso y distante, y que atraviesa barreras, que llevan a las especies a establecerse en nuevos sitios que antes no habitaban

El concepto de dispersión requiere una aclaración previa en un contexto biogeográfico (zunino, 2003). En el idioma inglés existen dos términos diferentes que a veces se confunden, pero que implican conceptos completamente distintos: dispersión y dispersal; ambas palabras hacen referencia a la dispersión en español. (Contreras, 2001)

El termino en un contexto biogeografico, implica la expansión gradual del área de distribución bajo condiciones favorables del medio, lo que permite la ampliación del área de distribución original de una especie sin atravesar barreras. Sin embargo, en nuestro idioma un solo término (dispersión) alude a ambos conceptos y no existe diferencia entre ellos, por lo que no es raro que exista confusión.

Desde el punto de vista de Croizat, los organismos de una especie presentan una etapa de movilidad que consiste precisamente en la expansión del área de distribución original a todas las áreas con condiciones favorables posibles sin que intervengan barreras, generación tras generación (Figura 1A), lo que se podría definir como difusión a zonas adyacentes al sitio original de distribución de una especie (Espinosa y Llorente, 1993; Craw y cols., 1999). Como puede observarse, la movilidad no se relaciona con la dispersión de la escuela dispersalista, proceso que involucra el traslado a través de barreras (Figura 1B). Si comparamos los dos términos del inglés con los enfoques biogeográficos, dispersion equivaldría a la etapa de movilidad en ausencia de barreras propuesta en la panbiogeografía, mientras que dispersal implicaría el proceso de cruzar barreras de la biogeografía dispersalista.

Unidad 2

INTERRELACIONES ENTRE LOS ORGANISMO VIVOS

LEY DEL MÍNIMO DE LIEBIG

La idea de que un organismo no es más fuerte que el eslabón más débil en su cadena ecológica de requerimientos fue expresada claramente por Justus Liebig en 1840. Liebig fue uno de los pioneros en el estudio del efecto de diversos factores sobre el crecimiento de las plantas. Descubrió, como saben los agricultores en la actualidad, que el rendimiento de las plantas suele ser limitado no sólo por los nutrientes necesarios en grandes cantidades, como el dióxido de carbono y el agua, que suelen abundar en el medio, sino por algunas materias primas como el cinc, por ejemplo, que se necesitan en cantidades diminutas pero escasean en el suelo. La afirmación de Liebig de que "el crecimiento de una planta depende de los nutrientes disponibles sólo en cantidades mínimas" ha llegado a conocerse como "ley" del mínimo de Liebig.

La ley del mínimo de Liebig dice que el nutriente que se encuentra menos disponible es el que limita la producción, aún cuando los demás estén en cantidades suficientes.


El elemento menos disponible (en este caso potasio [K]), limita la producción
La Ley del Mínimo fue reenunciada por Bartholomew (1958) para que fuese aplicable al problema de la distribución de especies y que tuviera en cuenta los límites de tolerancia de la manera siguiente: La distribución de una especie estará controlada por el factor ambiental para el que el organismo tiene un rango de adaptabilidad o control más estrecho.

Es importante enfatizar que tanto demasiado como demasiado poco de cualquier factor abiótico simple puede limitar o prevenir el crecimiento a pesar de que los demás factores se encuentren en, o cerca de, el óptimo. Esta modificación de la ley del mínimo se conoce como la Ley de los Factores Limitantes. El factor que esté limitando el crecimiento (o cualquier otra respuesta) de un organismo se conoce como el factor limitante.

La razón por la cual una especie de un ecosistema no penetra indefinidamente en un ecosistema adyacente se debe a que con frecuencia se enfrenta a uno o más factores abióticos en el sistema adyacente que son limitantes. Sin embargo, los factores biológicos como depredación, enfermedad, parásitos y competencia por otras especies también pueden ser factores limitantes.

Con respecto a las plantas, el factor abiótico que con mayor frecuencia es limitante en los ecosistemas terrestres naturales es el agua. El agua es el principal factor de definición de los principales biomas en bosques, pastizales y desiertos. Esto ocurre de la manera siguiente: La cantidad óptima de lluvia para muchas especies de árboles es de alrededor de 150 cm por año; ellos alcanzan su límite (inferior) de tolerancia alrededor de 75 cm por año. Los pastos (gramíneas) tienen un límite inferior para el agua mucho menor, alrededor de 25 cm por año, pero hay especies de cactus y otras plantas especializadas que pueden sobrevivir con tan poco como 5 a 10 cm por año. A consecuencias de ello, los ecosistemas naturales de regiones con pluviometrías superiores a 100 cm por año son típicamente bosques. Las regiones con 25 a 75 cm de lluvia son típicamente pastizales (sabanas), y las regiones con menos de 25 cm de lluvia presentan una vegetación esparcida con especies como cactus, artemisas y similares. Tales áreas son reconocidas como desiertos. Como es de esperarse, en los valores intermedios de lluvia, los bosques penetran en los pastizales y estos, a su vez, en los desiertos.

También la temperatura juega un papel en limitar las principales comunidades de plantas. Sin embargo, excepto en el frío extremo (que origina la tundra o hielo permanente), el efecto de la temperatura se superpone al de la pluviometría. Esto es, el bosque se encuentra donde se presenta una precipitación annual de 100 cm o más, pero la temperatura determinará la clase de bosque. Los abetos y píceas son lo que pueden enfrentar mejor los inviernos severos y las cortas estaciones de crecimiento que se encuentran en las regiones nórdicas y/o altas elevaciones. Los árboles deciduos, que se desprenden de sus hojas y entran en un período de letargo, también resisten bien las temperaturas invernales bajo cero, pero ellos requieren de una estación de crecimiento más prolongada. Por lo tanto, las especies decíduas de árboles predominan en latitudes más templadas donde es adecuada la precipitación. Finalmente, en los bosques tropicales predominan los árboles de hoja ancha y siempre verdes debido a que estas especies, que no toleran temperaturas de congelamiento, son más exitosas donde exista una estación contínua de crecimiento. Igualmente, un desierto caliente tiene especies diferentes a las encontradas en un desierto frío, pero las áreas que reciban menos de 25 cm de precipitación serán, en ambos casos, desiertos con apenas unas pocas especies tolerantes de la sequía.

La temperatura también ejerce alguna influencia debido a su efecto sobre la evaporación de agua: el agua se evapora más rápidamente a temperaturas superiores. Consecuentemente, las transiciones de desiertos a pastizales y de pastizales a bosques se encuentran en niveles mayores de precipitación en las regiones cálidas y en niveles inferiores de precipitación en regiones frías.

En las regiones más al norte, la capa superficial de suelo se descongela cada verano pero permanece congelado permanentemente (permafrost) unos pocos centímetros debajo de la superficie. Este factor limita la extensión hacia el norte de los bosques de coníferas de abetos y píceas pero permite el crecimiento de pequeñas plantas resistentes que ocupan la tundra. Desde luego, las temperaturas todavía más frías limitan la vegetación de tundra y producen los casquetes polares de hielo.

Por todo lo anterior, la distribución de las especies vegetales que caracterizan los principales biomas del planeta está determinado en gran parte por los factores abióticos de precipitación y temperatura. Sin embargo, es frecuente que otros factores abióticos causen variaciones dentro del bioma principal. Por ejemplo, dentro de los bosques de caducifolias del Este de Estados Unidos, generalmente predominan los robles y nogales sobre los suelos rocosos, pobres y bien drenados; las hayas y arces se encuentran en los suelos más ricos. Dicho de otra manera, dentro del bioma bosque de caducifolias (decíduo), el tipo de suelo frecuentemente es el factor que determina la distribución de ciertas especies de árboles. Igualmente, la abundancia relativa o ausencia de ciertos nutrientes en el suelo puede determinar la distribución de varias especies en los pastizales.

En ciertos casos, un factor abiótico diferente a la precipitación o temperatura puede ser el factor limitante principal. Por ejemplo, la banda de tierra próximo a la costa recibe frecuentemente una aspersión salada desde el océano, una factor que relativamente pocas plantas pueden tolerar, por lo que esta banda es ocupada por una comunidad única de plantas tolerantes a la sal. Otro ejemplo es una roca con poco o sin suelo. Tal área puede tener una rica comunidad de musgos y líquenes similar a una tundra, pero aquí el factor limitante es la ausencia de suelo. La concentración de sal es comúnmente el factor limitante en la distribución de plantas y animales acuáticos. La disponibilidad de luz es el factor que determina la cantidad y clase de vegetación debajo de los árboles en un bosque. Casi no hay vegetación bajo un bosque denso siempre verde debido a la ausencia de luz. En un bosque deciduo, hay especies en el sotobosque que se aprovechan de la falta de cobertura a principios de la primavera; otras especies aprovechan la luz al final del otoño luego que han caído las hojas de los árboles. El fuego también es un factor muy significativo que limita algunas especies pero no a otras.

Un factor abiótico secundario puede ser crucial, especialmente en las áreas de transición. Por ejemplo, considere un área con una precipitación de más o menos 25 cm, lo que viene a ser la cantidad fronteriza entre desierto y pastizal. En tal área, un suelo con buena capacidad de retención de agua puede presentar pastos mientras que un suelo arenoso con poca capacidad retentiva solamente tendrá especies desérticas.

  

LEY DE LA TOLERANCIA DE SHELFORD

Hay límites para los factores ambientales, por encima y por debajo de los cuales no es posible que los microorganismos sobrevivan. La presencia y/o ausencia, abundancia de organismos un ambiente están determinados no solo por los nutrientes sino también por factores físico químicos (además de los factores bióticos).

No sólo la escasez de algo puede constituir un factor limitativo, sino también el exceso de algo (luz, agua,...). De manera que los organismos tienen un máximo y un mínimo ecológico, con un margen entre uno y otro que representan los límites de tolerancia.

 Consecuencias de la Ley de Tolerancia:

1.- Un mismo organismo puede tener un margen amplio de Tolerancia para un factor y un margen pequeño para otro.

2. Los organismos con márgenes amplios de tolerancia para todos los factores son los que tienen más posibilidades de estar extensamente distribuidos.

3. Cuando las condiciones no son optimas para una especie con respecto a un determinado factor ecológico, los límites de tolerancia podrán reducirse con relación a otros factores ecológicos.

4. El periodo de reproducción suele ser un período crítico en que los factores ambientales tienen más posibilidades de ser limitativos. Los límites de tolerancia suelen ser más estrechos en los individuos reproductores (semillas, huevos, embriones...) que para las plantas o animales adultos.

Para expresar los grados relativos de tolerancia se ha generalizado en Ecología el empleo de términos que se sirven de los prefijos:

"esteno" que significa estrecho, corto

"euri" que tiene el significado de amplio.

ADAPTACION Y SUCESIÓN DE ESPECIES

El concepto fue introducido por CHARLES DARWIN a través de su teoría de selección natural, que describe el desarrollo de las especies como producto de la interacción con el entorno ecológico. Como resultado de esta interacción, tienden a persistir los patrones genéticos que proporcionan a los individuos  las características más adecuadas  para la supervivencia en el medio ambiente en el cual habitan.

Las adaptaciones son mecanismos mediante los cuales los organismos no hacen frente a las tensiones y presiones de muchas cosas. Los organismos que se adaptan a su ambiente no son capaces de:

*obtener aire, agua, comida y nutrientes.
*hacer frente a las condiciones físicas como la temperatura y la luz.
*defenderse de sus enemigos naturales y predadores.
*reproducirse.
*responder a los cambios en su entorno.
*seguir transmitiendo la característica adquirida de sus progenitores para que la adaptación sea cada vez más constante.

Esta capacidad de supervivencia se transmite de generación en generación a través de caracteres hereditarios que permiten aumentar la capacidad de supervivencia de los individuos. El sistema respiratorio de los mamíferos marinos, como el delfín, la ballena, las focas y los lobos marinos, se ha modificado a través del tiempo para permitir que el animal permanezca sumergido en el agua durante un tiempo largo. Y así con los distintos tipos de vertebrados, reptiles, etc. las adaptaciones son distintas, ya que no es lo mismo vivir rodeado de agua que vivir rodeado de aire; no es igual desplazarse en el agua que desplazarse sobre el suelo.

Adaptación de la Especie

La adaptación consiste en un ajuste del organismo al medio ambiente, del órgano a sus funciones, tienen como efecto poner al ser vivo en equilibrio con el medio, con las circunstancias. La adaptación se manifiesta en todos los niveles del organismo, tanto en las funciones como en los comportamientos innatos. Desde otro punto de vista, la adaptación se considera como una variación heredada o una combinación de características heredadas que aumentan las probabilidades del organismo para sobrevivir y reproducirse en determinado ambiente.

Una especie se puede definir como una población o grupo de poblaciones formadas por individuos que, en su hábitat natural son potencialmente capaces de cruzarse. La capacidad de cruzamiento se interpreta como una evidencia de que tales individuos tienen, genéticamente, una estrecha relación y esto demuestra un alto grado de parentesco. Los diversos individuos que componen una especie varían enormemente por las diferencias de edad, sexo o de cualquier otro factor.

Para sobrevivir en su medio, las especies han desarrollado ciertas adaptaciones, estas se resumen en tres categorías:

1. Las adaptaciones morfológicas o anatómicas: son las más evidentes, se perciben con mayor facilidad, por ejemplo se pueden citar, el ala de una ave es una adaptación para el vuelo, la relación entre los dientes y la dieta, entre extremidades inferiores y locomoción, entre forma de la planta y hábitat y muchas otras más. Basta revisar los diferentes ambientes tanto acuáticos como terrestres para apreciar las diferentes formas de los organismos que corresponden a cada uno de ellos.

Algunos ejemplos de adaptaciones morfológicas en animales son:

El camuflaje:

Es cuando la forma o color del organismo es similar al medio donde vive, así que fácil mente se confunde con el .o en otras palabras es la adopción evolutiva por parte de un organismo de un aspecto parecido al medio que le rodea con el fin de pasar desapercibido para los posibles depredadores. El camuflaje o cripsis engloba, por lo general, adaptaciones del tamaño, la forma, el color, los dibujos del cuerpo y el comportamiento, y es relativamente común en los animales, pero menos en los vegetales.

Ejemplo:

Insecto hoja gigante

Clase: Insectos

Orden: Phasmida

Familia: Phylliidae

Género/Especie: Phyllium giganteum

Descripción:

Es un gran ejemplo del uso del camuflaje dentro del mundo de los insectos. Su color es exactamente como el de una hoja verde, con los bordes secos y amarillentos. Destacando las diferencias de tono en ambas caras, simula perfectamente el haz y el envés de la hoja. Incluso, en el envés aparece simulado de una forma más notoria el sistema vascular. La hembra puede alcanzar unos 12 cm. de largo y sus alas cubren toda la longitud del cuerpo. El macho es más pequeño y llega a medir unos 7-8 cm.

El camaleón: que se confunde con rocas observar a sus presas que son general mente insectos.

Mimetismo:

En la semejanza en apariencia que desarrollan algunos organismos inofensivos para parecerse a otros que son peligroso desagrada les y así ahuyentar a sus enemigos .como:

La serpiente coralillo que es venenosa y tiene colores brillantes de advertencia y la serpiente reina de la montaña que es inofensiva y se parece a ella

2. Las adaptaciones fisiológicas: involucran ajustes funcionales que contribuyen a asegurar la supervivencia de los organismos, la adaptación fisiológica alcanza en ocasiones refinamientos extraordinarios, como los observados en los órganos sensoriales. Entre otros ejemplos se pueden mencionar, la utilización del oxígeno disuelto en el agua por las branquias, la producción de enzimas digestivas que actúan sobre el alimento del cual el organismo se nutre, la reducción en la transpiración vegetal, así como un gran número de modificaciones que benefician los procesos metabólicos de la respiración, la digestión y otras funciones.

Algunos ejemplos son:

Hibernación:

Estado letárgico en el que muchos animales de sangre caliente pasan el invierno, sobre todo en regiones templadas y árticas. Se puede decir que cualquier mamífero que permanece inactivo durante muchas semanas con una temperatura corporal inferior a la normal está en hibernación, si bien los cambios fisiológicos que se producen durante el letargo son muy diferentes según las distintas especies. Un animal muy adaptado que hiberna, como una ardilla de tierra, se retirará a su refugio bajo el suelo en la estación apropiada.

3. Las adaptaciones de la conducta: éstas involucran modificaciones leves dadas bajo determinadas condiciones. Los comportamientos ofrecen una infinidad de adaptaciones al modo de vida, por ejemplo las reacciones de prevención desencadenadas por ciertas sensaciones son de naturaleza adaptativa.

Ejemplos:

Migración:

Desplazamiento masivo de animales, desde y hacia sus áreas naturales de reproducción, con carácter estacional o periódico. La migración generalmente se produce antes y después de la época de cría. Durante ésta, los animales migratorios son objeto de las variaciones estacionales del medio y experimentan cambios anatómicos y fisiológicos. Por ejemplo las golondrinas, la mariposa, algunos peces, etc......

Cortejo o galanteo:

Comportamiento animal específico que tiene como finalidad obtener pareja y exhortarla al apareamiento. Muchas especies animales tienen durante el periodo de acoplamiento una serie de comportamientos más o menos ritualizados. Frecuentemente implican la exhibición de características físicas, la producción de sonidos especiales o regalos a ofrecer al candidato.

Es importante considerar que las especies están adaptadas al ambiente en el cual viven, sin embargo, la distribución geográfica de éste incluye una diversidad en las condiciones ambientales. La acción de selección natural tiende a acentuar diferentes características en cada una de las áreas geográficas de distribución, por lo que las especies casi siempre están formadas por un grupo de poblaciones capaces de fecundarse entre sí y cuyo patrón genético difiere ligeramente, las especies distribuidas en ambientes muy diferentes son poblaciones con muchas adaptaciones ligeramente distintas. Dichas poblaciones ligeramente diferentes, que constituyen una especie, reciben diversos nombres, entre otros: poblaciones locales, razas, variedades y subespecies.

Sucesión ecológica

Se llama sucesión ecológica (también conocida como sucesión intraversional) a la evolución que de manera natural se produce en un ecosistema por su propia dinámica interna. El término alude a que su aspecto esencial es la sustitución a lo largo del tiempo de unas especies por otras.

Se llama sucesión primaria a la que arranca en un terreno desnudo, exento de vida, es decir, es aquella que se desarrolla en una zona carente de comunidad preexistente, (que se inicia en un biotopo virgen, que no ha sido ocupado previamente por otras comunidades, como ocurre en las dunas, nuevas islas, etc). Se llama sucesión secundaria a la que se produce después de una perturbación importante, es decir, es aquella que se establece sobre una ya existente que ha sido eliminada por incendio, inundación, enfermedad, talas de bosques, cultivo, etc.. Estos, reinician la sucesión, pero a partir de condiciones especiales, en las que suelen ocupar un lugar especies muy adaptadas a este tipo de perturbaciones, como las plantas que por ellos llamamos pirófitas.