DEFINICIÓN DE LA ECOLOGÍA OBJETO DE ESTUDIO DE LA ECOLOGÍA

1. DEFINICIÓN DE LA ECOLOGÍA OBJETO DE ESTUDIO DE LA ECOLOGÍA

2. Definición de Ecología Una de las primeras aproximaciones (sin usar la palabra), se encuentra en Darwin 1859 (Origen de las Especies), en el sentido de “Economía de la Naturaleza”…Darwin definió esta “economía” como el ordenamiento y regulación de las interacciones entre animales y plantas, con el ambiente. Haeckel (1866) en un “Tratado de Morfología”, acuñó el concepto de Ecología: como “Investigaciones sobre las complejas relaciones entre organismos y el ambiente (orgánico e inorgánico) que condicionan la lucha por la existencia”.

3. Definición de Ecología Comienza a utilizar el término Oekologie (aproximadamente en 1866). Según entendía Haeckel, la ecología debía encarar el estudio de una especie en sus relaciones biológicas con el medio ambiente. ERNST HAECKEL

4. Definición de Ecología El términoecología, proviene del griego oikos (casa o hábitat), raíz compartida con economía, y logia (tratado); y se considera como la parte de la biología que estudia las interrelaciones de los organismos entre sí y con su medio. (Ernst Heinrick Haeckel)

5. Definición de Ecología Taylor, en 1936, redefinió la ecología como "la ciencia de todas las relaciones de todos los organismos con todos sus ambientes".

6. Definición de Ecología “...estudio científico de la distribución y abundancia de los organismos” (Andrewartha & Birch 1954) “... el estudio de la estructura y función de la naturaleza” o el “...estudio de los ecosistemas” (Odum 1972) “...trata con la predicción de biomasa, productividad y diversidad” (Peters 1980) “...la descripción, explicación y predicción de los individuos y comunidades en el espacio y en el tiempo ” (Begon, Harper & Townsen 1986) “... es el estudio científico de las relaciones entre los organismos y su ambiente” (Smith & Smith 2001)

7. Definición de Ecología Charles Krebs, 1978, modifica la propuesta de Andrewartha y la propone como: “El Estudio Científico de las interacciones que determinan la distribución y abundancia de los organismos” Estudio Científico: indica que la Ecología, debe seguir un método ordenado de proceder, que incluye el planteamiento de la idea y la delimitación del problema a abordar para posteriormente seguir con los objetivos, metodología, resultados, análisis y conclusiones. Interacciones: las cuales pueden ser abióticas (temperatura, pH, oxigeno, luz, etc. o bióticas (competencia, depredación, parasitismo, etc.).

8. La Ecología como ciencia La palabra Ciencia (del latín scientia) significa conocer o discernir. Indica lo que se conoce a través de la observación, el estudio y la experimentación. Francis Bacon, uno de los fundadores de la ciencia moderna, al meditar sobre lo que era el conocimiento y como adquirirlo propuso la siguiente regla: observa, mide, explica y luego verifica. 

9. La Ecología como ciencia ¿Qué es una ciencia? Es un medio (disciplina) por el cual nosotros podemos obtener evidencias que sustenten o rechacen una proposición. ¿Cuál es el propósito de la ciencia? Es establecer ‘leyes generales’ que nos permitan hacer predicciones de eventos futuros. “La ciencia es un sistema de teorías, hipótesis y leyes que sirven para explicar observaciones presentes y predecir eventos futuros” (McIntosh 1982)

10. Método Científico: Formas de acceder al conocimiento • Desde lo universal a lo particular (Método Deductivo). • Desde lo particular a lo universal (Método Inductivo).

11. Método Científico: Aproximación general • Descripción de patrones • Razonamiento inductivo para el desarrollo de modelos e hipótesis • Aproximación deductiva para probar críticamente las hipótesis

12. El método científico Método general de la ciencia Observación Hipótesis Teoría Prueba

13. Observación Preguntas Formulación de hipótesis Predicciones Evaluación de las predicciones • Experimento (diseño herramientas) • Realización del experimento (nuevas observaciones • Análisis de los datos Evaluación de los resultados No Nuevas predicciones Predicción confirmada No Curiosidad satisfecha En busca de un nuevo tópico El método científico Método particular de la ciencia

14. Observación Preguntas Formulación de hipótesis Predicciones Evaluación de las predicciones • Experimento (diseño herramientas) • Realización del experimento (nuevas observaciones • Análisis de los datos Evaluación de los resultados No Nuevas predicciones Predicción confirmada No Curiosidad satisfecha En busca de un nuevo tópico La Observación

15. Observación Preguntas Formulación de hipótesis Predicciones Evaluación de las predicciones • Experimento (diseño herramientas) • Realización del experimento (nuevas observaciones • Análisis de los datos Evaluación de los resultados No Nuevas predicciones Predicción confirmada No Curiosidad satisfecha En busca de un nuevo tópico El Experimento CONTROL PUNTA CORTADA

16. Observación Preguntas Formulación de hipótesis Predicciones Evaluación de las predicciones • Experimento (diseño herramientas) • Realización del experimento (nuevas observaciones • Análisis de los datos Evaluación de los resultados No Nuevas predicciones Predicción confirmada No Curiosidad satisfecha En busca de un nuevo tópico

17. ESTUDIO DE COMUNIDADES BIOLÓGICAS Tramas y Subtramas Tróficas (Paine, 1980 y 1997); Competidores Dominantes y Subordinados (Martínez & Lawton, 1995; Navarrete & Castilla, 2003); Ingenieros Ecosistémicos (Jones, Lawton & Shachak 1994); Especies Claves (Paine, 1966; Menge et al. 1994); Gremios o Guilds; Mutualismo Indirecto (Levine, 1980); Biodiversidad Biológica (Wilson, 1988; Pimm, 1991 y 1993); Botton-Up versus Top-Down (Menge, 1992); El Hombre como parte de los Ecosistemas Marinos (Castilla, 1999). PRINCIPALES HIPÓTESIS, TEORÍAS Y PRINCIPIOS DE LA ECOLOGÍA TEORÍA DE EVOLUCIÓN (Darwin, 1859) Conceptos Iniciales Nicho (Grinnell, 1917) Nicho Eltoniano Elton, 1927 Expresión Matemática de la Depredación Lotka, 1925; Volterra, 1928 Expresión Matemática de la Competencia Lotka, 1934; Park, 1948 Hipótesis de Exclusión Competitiva Gause, 1934; Park, 1948 TEORÍA DE SUCESIÓN Ciclos Límite Kolmogrov, 1933 Tansley, 1935;Clements, 1936 Respuestas Funcionales Gause, 1934; Holling, 1959; Ivlev, 1951 HIPÓTESIS DE COMPETENCIA H. Desplazamiento del Carácter Lack, 1944 Lack, 1944; Hitchinson, 1944, 1951 TEORÍA DE NICHO MULTIDIMENSIONAL TEORÍA DE FORRAJEO ÓPTIMO H.Competencia Pasada (Implícita en H.Competencia) Hutchinson, 1958 HIPÓTESIS DE DEPREDACIÓN H.Compensación de Dimensiones de Nicho MacArthur, 1965; Levine, 1968 MacArthur & Pianka, 1966; Emlen, 1966 Ciclo del Taxón Wilson, 1961 H. Similitud Límite MacArthur & Levine,1957 Paine, 1966 TEORÍA DE BIOGEOGRAFÍA DE ISLAS H. Variación de Nicho Van Valen, 1968 H.Convergencia Ecológica Simpson, 1957; Cody, 1968 Especies Claves (Paine, 1966) H. Sobreposición de Nicho Pianka, 1974 H.Competencia Difusa Pianka, 1974 Planos de Fase Rosenzweig & MacArthur, 1963 Dieta Óptima Emlen, 1966; Pullman, 1974 MacArthur & Wilson, 1965 H. Compensación de Densidades Cody, 1975 Prey Switching Murdoch, 1969 H. Perturbación Intermedia Connel, 1978 Uso Óptimo de Parches Charnov, 1976 Modelación Tipo Lotka -Volterra (Maynard, Smith & Slatkin, 1973; Kassel & May, 1974 Kassel, 1978) TEORÍA DE COMPETENCIA H.Compresión de Nicho MacArthur & Wilson, 1965 Búsqueda Óptima Norberg, 1977; Pyke, 1978 TEORÍA DE DEPREDACIÓN TEORÍA DE NICHO

18. La Ecología y su relación con otras disciplinas De acuerdo con Krebs (1978), la Ecología es una ciencia interdisciplinaria, siendo al menos cuatro, las ciencias que se encuentran en íntima relación como son: Fisiología, Genética, Etología y Evolución

19. Jerarquía de los niveles de organización de la materia electrones quásars PARTÍCULAS ELEMENTALES protones INANIMADO neutrones ÁTOMOS ORGANELOS MOLÉCULAS CELULAS TEJIDOS ORGANOS VIVIENTE SISTEMAS DE ORGANOS ORGANISMO POBLACIONES ESPECIES UNIDADES DE CLASIFICACIÓN ECOLÓGICA GENEROS COMUNIDADES FAMILIAS UNIDADES DE CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA ECOSISTEMAS ORDENES BIOMAS CLASES REGIONES BIOGEOGRÁFICAS UNIDADES DE CLASIFICACIÓN BIOGEOGRÁFICA TIPOS=PHYLUM REINOS BIOSFERA

20. NIVELES DE ORGANIZACIÓN EN ECOLOGÍA Los niveles de organización se refieren a como se encuentra estructurado un sistema determinado, desde el nivel más simple hasta los niveles más complejos.Existen distintos niveles de organización de la materia de acuerdo a su tamaño y función, generalmente corresponde a una forma en que los científicos clasifican los patrones de la materia que se encuentran en la naturaleza:

21. NIVELES DE ORGANIZACIÓN EN ECOLOGÍA Universo Galaxias Sistemas solares Planetas Tierra Biosfera Ecosistemas Comunidades Poblaciones Organismos Sistemas de órganos Órganos Tejidos Células Protoplasma Moléculas Átomos Partículas subatómicas Biósfera: Es el conjunto de organismos y ecosistemas del planeta. Ecosistemas: sistema funcional formado por una comunidad integrada en su medio. Ámbito de la ECOLOGÍA Comunidades: grupos de poblaciones de distintas especies que coexisten o cohabitan en tiempo y espacio. Poblaciones: conjunto de organismos de la misma especie que conviven en tiempo y espacio. Organismo: unidad funcional, con un genotipo distinto que le da propiedades y características distintas.

22. NIVELES DE ORGANIZACIÓN EN ECOLOGÍA

23. Niveles de integración: aproximación geográfica y ecológica. BIOSFERA Unidades Geográficas Mares y Continentes Biomas Unidades Ecológicas Regiones Ecosistemas Comunidades Paisajes Sitios Poblaciones

24. ¿Qué relación existe entre los niveles de organización y sus propiedades emergentes? • Cada nivel dentro de un sistema complejo cumple el papel de interfase entre el nivel superior y el inferior. • Las características de un nivel de organización son el resultado de las interacciones entre los elementos que lo constituyen. • La estructura de un nivel no puede conocerse sólo a través de sus partes, sino también por los procesos que los relacionan.

25. ¿Qué aspectos o propiedades deben estudiarse de cada nivel? • Cada nivel de organización pueden contener varios aspectos a estudiar según diferentes puntos de vista. • Cuanto mas aspectos se incluyan mas completo será el estudio del nivel en cuestión.

26. Ejemplo ... • Un ecosistema puede ser descrito a partir de su flujo de energía, su ciclo de nutrientes, su estructura trófica, la dinámica de sus componentes biológicos, etc. • Esas descripciones no son excluyentes, sino complementarias. • Todas las descripciones son válidas y contribuyen a conocer el ecosistema.

27. Niveles de organización y escalas espacio temporales • La dinámica de los sistemas ecológicos se presenta en una amplia gama de escalas de espacio y tiempo. • Dependiendo de la escala, algunos aspectos del sistema parecen constantes y otros aparecen como dinámicos. • Los componentes dentro de los niveles parecen aislados unos de otros porque operan a tasas o velocidades diferentes.

28. Ejemplo …(estructura espacial vertical) • Las hojas de los árboles tomadas en forma individual (un nivel bajo) responden muy rápidamente a los cambios momentáneos en energía lumínica y concentración de CO2. • El crecimiento de estos árboles (un nivel mayor) responde muy lentamente a los cambios de corto plazo. • Los cambios de corto plazo en luz y CO2 no serían detectados en los anillos de crecimiento anual del árbol dado que el mas bajo nivel sólo ha comunicado el promedio al nivel superior

29. Ejemplo …(estructura espacial horizontal) • Una comunidad vegetal formada por subsistemas en áreas soleadas y sombreadas. • La interacción ocurre en ciertos momentos del día cuando los árboles limitan la llegada de luz al pasto, afectando su tasa de fotosíntesis, al mismo tiempo, el pasto a través del consumo de agua también afectaría en ciertos momentos del año la tasa de fotosíntesis de los árboles. • Al analizar la producción neta del ecosistema (un nivel superior) ambas tasas son integradas, minimizando las variaciones de cada uno de los componentes.

30. Ejemplo II. • La acumulación de materia orgánica en un bosque puede ser distinta como resultado de la escala empleada. • Según la escala de tiempo empleada, sean siglos, años o días los patrones de acumulación de materia orgánica son distintos como resultado de procesos totalmente distintos.

31. Cambios en la acumulación de la M. O. por escala de tiempo M.O. (g.m-2) M.O. (g.m-2) Siglos Años En siglos, la dinámica es lenta debido a la acumulación como resultado de la sucesión. En años, se observan los procesos de descomposición estacional de la M. O. Los procesos diarios muestran las fluctuaciones de la M.O. debidas al viento y los insectos. M.O. (g.m-2) Días

32. Aproximaciones Ecológicas

33. Ámbito de estudio de la Ecología INDIVIDUO- Un individuo es un ser vivo, de cualquier especie. Por ejemplo, un gato, un perro, un elefante, un fresno, un naranjo, un humano, una mosca, una araña, un zacate, una amiba, una salmonela, un avestruz, etc.

34. Ámbito de estudio de la Ecología ESPECIE-Es un conjunto de individuos que poseen el mismo genoma. Genoma es el conjunto de genes que determinan las características fenotípicas de una especie. Por ejemplo, Felis catus (gato), Fraxinus greggii (fresno), Paramecium caudatum (paramecium), Homo sapiens (Humano), etc.

35. Ámbito de estudio de la Ecología POBLACIÓN- Es un conjunto de individuos que pertenecen a la misma especie y que ocupan el mismo espacio y tiempo. Por ejemplo, población de amibas en un estanque, población de ballenas en el Golfo de California, población de encinos en Chapa de Mota, población de cedros en Veracruz, Mex. etc.

36. Ámbito de estudio de la Ecología COMUNIDAD- Es un conjunto de poblaciones que ocupan el el mismo hábitat en un tiempo determinado. Por ejemplo, una comunidad de Savana formada por arbustos, gramíneas, cebras, hienas, leones, liebres, escarabajos, lagartijas, etc.

37. Ámbito de estudio de la Ecología ECOSISTEMA-Es una unidad auto-funcional de la ecología, donde se combinan e interactúan los componentes bióticos y los factores abióticos. También se dice que es una interacción entre una comunidad y el ambiente que le rodea. Ejemplo, charcas, lagos, océanos, cultivo, bosque, etc.

38. Ámbito de estudio de la Ecología BIOMA- Es un conjunto de comunidadesvegetalesque ocupan la misma área geográfica. Por ejemplo, Tundra, Taiga, Desierto, Bosque Templado Caducifolio, Bosque de Coníferas, Bosque tropical lluvioso, Sabana etc.

39. Ámbito de estudio de la Ecología BIÓSFERA (BIOSFERA)- Unidad ecológica constituida por el conjunto de todos los ecosistemas del planeta Tierra. Es la parte de nuestro planeta habitada por todos los seres vivos.

40. Ecología Conductual Estudia cómo una planta o un animal están adaptados a su ambiente en relación a mecanismos conductuales. Alcances del estudio en la Ecología Ejemplo: Comunicación en insectos Vocalizaciones en Cetáceos

41. Estudia cómo los organismos individuales interactúan con sus ambientes en relación con los procesos Bioquímicos y Fisiológicos Alcances del estudio en la Ecología Ecología Fisiológica • Ejemplo: • Adaptaciones a la vida en el desierto • Adaptaciones al buceo profundo

42. Alcances del estudio en la Ecología Cómo y porqué las poblaciones cambian en tamaño y localización a lo largo del tiempo Ecología Poblacional • Ejemplo: • Migraciones • Explotación pesquera

43. Con herbívoro Sin herbívoro Alcances del estudio en la Ecología Cómo y porqué las poblaciones cambian en tamaño y localización a lo largo del tiempo Ecología Poblacional • Ejemplo: • Relaciones • inter-específicas

44. Alcances del estudio en la Ecología Ecología de Comunidades Las distribuciones de las poblaciones están influenciadas por interacciones biológicas (competencia, depredación) y factores ambientales locales (Temperatura, nutrientes, etc) • Ejemplo: • Comunidades marinas

45. Es el estudio de las interacciones de los organismos con el transporte y flujo de energía y materia. Cómo la energía o materia se mueve entre los organismos de diferentes especies y en el medio ambiente. Alcances del estudio en la Ecología Ecología de Ecosistemas • Ejemplo: • Bosque • Lago

46. Alcances del estudio en la Ecología Ecología del Paisaje Estudia las interacciones entre los patrones paisajistas o “parches” y los procesos ecológicos: Cuáles son las causas y consecuencias del ambiente ajustado en “parches”. • Ejemplo: • Estudios forestales • Ordenamiento Ecológico

47. Estudia cómo los seres humanos han afectado y están afectando el ambiente y las relaciones ecológicas. • Ejemplo: • Manejo de Recursos naturales Alcances del estudio en la Ecología Ecología Humana

48. Objeto de la Ecología El objetivo básico de la ecología es investigar los procesos contemporáneos que determinan la distribución y abundancia de los individuos, para ello, es necesario plantear algunas preguntas, como son: ¿Dónde se encuentra el organismo? (Distribución) ¿Cuantos organismos hay? (Abundancia) ¿Cómo se comporta la densidad del organismo en el tiempo? (Dinámica)

49. Objeto de la Ecología Para responder estas preguntas, se pueden abordar desde tres puntos de vista distintos: Descriptivo: cuando solo se quiere describir los grupos de vegetación, de animales, etc. Funcional: cuando se quiere identificar, analizar sus problemas y detectar relaciones, causas y respuestas de cómo funcionan. Evolutivo: cuando se quiere conocer el proceso histórico por lo que los organismos han pasado y han sido favorecidos por la selección natural y que a propiciado su adaptación para encontrarlos en la actualidad.

50. ECOLOGIA Y OTRAS APROXIMACIONES