ORGANIZACI N Y DIVERSIDAD

1. ORGANIZACI�N Y DIVERSIDAD DE LA BIOSFERA

2. Autorregulaci�n del ecosistema Un ecosistema es un sistema cerrado para la materia, aunque abierto para la energ�a, siendo capaz de autorregularse y permanecer en equilibrio din�mico a lo largo del tiempo, gracias a la interacci�n entre la biocenosis y los factores f�sicos del medio.

3. Autorregulaci�n de nuestro acuario Si s�lo existiera el nivel de productores, su poblaci�n crecer�a de forma exponencial hasta que alg�n nutriente empezara a escasear, convirti�ndose en el factor limitante que provocar�a su extinci�n. Si introducimos una especie nueva (pez de colores por ejemplo) alterar�amos el ciclo de la materia y su capacidad de autorregulaci�n, por lo que tendr�amos que a�adir alg�n factor (comida, ox�geno, �), convirti�ndolo en un ecosistema artificial.

4. Conceptos de especie, poblaci�n, comunidad, � Especie: conjunto de individuos capaces de autocruzarse y cuya descendencia es f�rtil. Poblaci�n: conjunto de individuos de la misma especie que ocupan una misma �rea geogr�fica. Comunidad o biocenosis: conjunto de seres vivos (animales, vegetales, microorganismos) que se desarrollan en un biotopo determinado Biotopo: espacio f�sico, natural y limitado, en el cual vive una biocenosis.

5. Densidad de poblaciones Las poblaciones sufren variaciones a lo largo del tiempo, y lo podemos apreciar analizando sus curvas de crecimiento. El crecimiento de una poblaci�n depende de las tasas de natalidad y mortalidad, as� como de la tasa de migraci�n.

7. Natalidad y mortalidad La natalidad es la capacidad de la poblaci�n de aumentar el n�mero de individuos. La tasa de natalidad se define como la producci�n de nuevos individuos por unidad de tiempo referido al total de la poblaci�n. b= dN/N�dt La natalidad m�xima se da en condiciones ideales. En condiciones normales se habla de natalidad real o ecol�gica.

8. Natalidad y mortalidad La tasa de mortalidad mide el descenso del n�mero de individuos por unidad de tiempo, referido al total de la poblaci�n. m= dN/N�dt Con frecuencia se utiliza el �ndice de supervivencia (1-m). La mortalidad no es constante a lo largo del ciclo vital. Para su estudio se construyen curvas de supervivencia, en las que se refleja c�mo desciende el n�mero de supervivientes en funci�n de la edad.

9. Curvas de supervivencia Tipo I. Las curvas tipo I o convexas caracterizan a las especies con baja tasa de mortalidad hasta alcanzar una cierta edad en que aumenta r�pidamente. Tal es el caso de la mayor parte de los grandes mam�feros, incluido el hombre, con estrategias de la K. Tipo II. Si la tasa de mortalidad var�a poco con la edad, como ocurre en la mayor�a de las aves, la curva tiene la forma de una diagonal descendente, normalmente con forma sigmoidea si el n�mero de individuos que muere en cada tramo de edad es m�s o menos constante. Tipo III. Las especies r-estrategas sufren una elevada mortalidad en las primeras etapas de vida, larvaria o juvenil, teniendo luego una mayor probabilidad de supervivencia. La curva muestra un pronunciado descenso inicial seguido de una fase m�s estable

10. Tasa de crecimiento de una poblaci�n r Si en una poblaci�n de 1000 individuos nacen 25 por unidad de tiempo (b=25 por 1000) y mueren 15 (m=15 por 1000), se define la tasa de crecimiento como r: r=b-m=10 por 1000; r=0,01

11. Crecimiento de una poblaci�n Las variaciones producidas en el n�mero de individuos de una poblaci�n, a lo largo del tiempo, viene definida por la siguiente ecuaci�n: dN/dt=r�N N: n�m de individuos t: tiempo r: potencial bi�tico Potencial bi�tico o potencial reproductivo r=b-m (tasa de natalidad menos la tasa de mortalidad) La soluci�n de la expresi�n diferencial anterior nos permite calcular el tama�o de la poblaci�n cualquier instante: Nt= N0�ert Nt: n� de individuos en cierto instante t No: no de individuos en el instante inicial

12. Crecimiento exponencial (estrategas de la r) Si la poblaci�n no encuentra limitaciones, crecer�a indefinidamente de forma exponencial. Especies adaptadas a biotopos variables, con un r�pido y exhaustivo aprovechamiento del medio.

13. Resistencia ambiental Factores externos: pueden ser bi�ticos (presencia de depredadores, par�sitos, competidores) y abi�ticos (cambios de clima, escasez de alimentos, ocurrencia de cat�strofes, modificaciones del h�bitat, escasez de agua o ciertos gases, variaciones de pH o de la salinidad, etc.) Factores internos: el aumento de la densidad de poblaci�n afecta negativamente a los h�bitos reproductores.

14. Crecimiento log�stico (estrategas de la k) El ambiente suele poner freno al desarrollo de la poblaci�n (resistencia ambiental), este l�mite supone la capacidad de carga K, de modo que el crecimiento se detiene cuando el n�mero de individuos de la poblaci�n llega a ser igual a K. Estrategas de la K: especies adaptadas a una explotaci�n uniforme y controlada del h�bitat.

15. Control de la resistencia ambiental sobre el potencia bi�tico r Debido a la resistencia ambiental se establecen dos bucles de realimentaci�n negativa que afectan al potencial bi�tico y controlan el n�mero de individuos

16. Fluctuaciones En realidad las poblaciones no aumentan en n�mero hasta explotar al m�ximo la capacidad del medio para mantenerse despu�s constantes, sino que fluct�an por encima o por debajo de la capacidad m�xima del ambiente. Las fluctuaciones se deben a cambios f�sicos del medio, variaciones estacionales o interacciones entre individuos de la poblaci�n o con los de otras poblaciones.

17. Gr�fica de fluctuaciones del modelo depredador-presa

18. Especies amenazadas Cuando las condiciones naturales (cambio clim�tico, por ejemplo) o artificiales (por actuaciones humanas) cambian, puede aumentar dr�sticamente la resistencia ambiental, suponiendo una amenaza (peligro de extinci�n) para la supervivencia de determinadas especies. Se denomina valencia ecol�gica al campo o intervalo de tolerancia de una especie respecto a un factor cualquiera del medio que act�a como factor limitante.

19. Especies generalistas y especialistas Las especies eurioicas son poco exigentes, con amplia valencia ecol�gica. Suelen ser r estrategas, m�s tolerantes a las variaciones del medio, son generalistas. Las especies estenoicas son m�s exigentes, con valencia ecol�gica muy estrecha. Suelen ser k estrategas, menos tolerantes pero responden mejor cuando las condiciones del medio les son propicias, con especialistas.

20. Regulaci�n de la poblaci�n Las poblaciones que han alcanzado su estabilidad (equilibrio din�mico), tienden a conservar una densidad de poblaci�n aproximadamente constante, siempre que las condiciones no var�en. Los mecanismos que regulan la densidad de poblaci�n se clasifican den dos grupos: Dependientes de la densidad: propagaci�n de par�sitos, competencia, depredaci�n, cantidad de alimento � Independientes de la densidad (factores clim�ticos)

21. Regulaci�n de la comunidad Las poblaciones no se encuentran aisladas en el medio que habitan sino que se relacionan con otras con las que comparten el territorio, constituyendo una comunidad o biocenosis. Las interacciones entre las distintas poblaciones act�an como factores limitantes bi�ticos, permitiendo la existencia de unas en detrimento de otras, contribuyendo as� a la estabilidad del conjunto.

22. Sistema depredador-presa Los depredadores realizan una importante labor en cuanto se refiere al control del tama�o de poblaciones.. El estudio m�s cl�sico fue el realizado por Lotka y Volterra sobre las poblaciones de liebres y linces en el Canad� La gr�fica presenta fluctuaciones, debidas al tiempo de respuesta de las poblaciones. La raz�n de este comportamiento es explicable mediante la teor�a de sistemas.

24. Espacio de fases En este modelo eliminamos el tiempo reflejando las distintas variables que conforman el sistema. La gr�fica es circular y se denomina ciclo l�mite. Nos permite observar y predecir el n�mero de depredadores en funci�n del n�mero de presas y viceversa.

25. Sistema Par�sito/Hospedador Es una relaci�n binaria, en la que el par�sito sale beneficiado y el hospedador perjudicado. Hay dos clases: ectoparasitismo y endoparasitismo. Cuando han pasado juntos el tiempo suficiente para su coevoluci�n, el modelo es similar al de D/P, diferenci�ndose en que el par�sito se mantiene de los intereses (el depredador lo hace del capital), por lo que no interesa acabar con la v�ctima, ya supondr�a su propio fin. Si no ha actuado el proceso evolutivo, el par�sito acaba con el hospedador, ya que �ste no ha adquirido las defensas contra �l. Los encuentros no afectan a la mortalidad del hospedante.

26. Competencia Relaci�n entre individuos de una (intrespec�fica) o m�s especies (interespec�fica) que al utilizar el mismo recurso no pueden coexistir. La intraespec�fica es m�s dura al tener requerimientos id�nticos. Actuar� como mecanismo de selecci�n natural. La interespec�fica contribuye a la organizaci�n de los ecosistemas (principio de exclusi�n competitiva). Un nuevo depredador que atacara a la especie dominante permitir�a la coexistencia de ambas.

27. Nicho ecol�gico Concepto derivado de la competencia entre especies: es el conjunto de circunstancias, relaciones con el ambiente, conexiones tr�ficas y funciones ecol�gicas que definen el papel desempe�ado por una especie de un ecosistema. Su oficio en el ecosistema. Marcado tanto por los factores bi�ticos como por los abi�ticos. Se diferencia de habitat, que es el lugar donde vive una especie. Su direcci�n en el ecosistema. Diferenciamos entre nicho potencial (ideal o fisiol�gico, que satisface todas las necesidades de la especie) y nicho ecol�gico (real, en condiciones naturales la competencia reduce las posibilidades, la especie ganadora es la mejor adaptada, la especialista)

28. Biodiversidad Riqueza o variedad de las especies de un ecosistema y abundancia relativa de los individuos de cada especie. Engloba tres conceptos (R�o 1992): Variedad de especies (tan importante es la variedad de especies como el n�mero de individuos de cada una. Diversidad de ecosistemas Diversidad gen�tica (permite la evoluci�n, al enriquecer los cruzamientos y las posibilidades de adaptaci�n).

29. Desaparici�n de especies en las cinco extinciones masivas m�s significativas

30. Razones para conservar la biodiversidad Conviene conservar la variabilidad gen�tica porque �sta permite que una parte de la descendencia pueda sobrevivir adapt�ndose a los cambios el ambiente. Desconocemos a�n las propiedades de muchas de las especies naturales existentes. Aproximadamente un tercio de los remedios utilizados contra el c�ncer y otras enfermedades procede de los hongos y plantas silvestres (morfina y code�na contra el dolor, la quinina contra la malaria, la vinblastina contra la leucemia)

31. Tasa de extinci�n Son muchas las especies desaparecidas o que se encuentran en peligro de extinci�n debido a los intereses econ�micos. El Indice del Planeta Viviente es un indicador establecido por el PNUMA en colaboraci�n WWF para medir el grado de p�rdida de biodiversidad en ecosistemas forestales, de agua dulce u oc�anos. En la actualidad la tasa de extinci�n supone un 32,33%, lo que representa que aproximadamente un tercio del total de las especies registradas est� en peligro de desaparecer.

32. Estado de conservaci�n de la flora y los vertebrados espa�oles

33. Causas de la p�rdida de biodiversidad El aumento de la poblaci�n humana, unido al incremento de la cantidad de recursos naturales utilizados por persona han conducido a: Sobreexplotaci�n: deforestaci�n, sobrepastoreo, caza y pesca abusivas, coleccionismo, comercio ilegal de especies protegidas. Alteraci�n y destrucci�n de h�bitats, por cambios en los usos del suelo: ganader�a, agricultura, industria, urbanizaciones, extracciones masivas de agua, fragmentaci�n de h�bitats naturales, contaminaci�n de agua y aire, cambio clim�tico, incendios forestales. Introducci�n y sustituci�n de especies: en ocasiones de especies for�neas, otras veces modificadas gen�ticamente.

34. Medida para evitar la p�rdida de biodiversidad (Convenio sobre la Diversidad Biol�gica, 1993) (firmado en R�o 1992) Establecer espacios protegidos: parques nacionales, parques naturales, reservas de la biosfera � Realizar estudios sobre el estado de los ecosistemas (Huella ecol�gica, �ndice del Planeta Viviente). Decretar y respetar las leyes espec�ficas para la conservaci�n de las especies y de los ecosistemas. Creaci�n de bancos de genes y semillas. Fomento del ecoturismo en el que se valore la conservaci�n de la naturaleza.

35. Sucesiones ecol�gicas Variaciones de la biodiversidad con el paso del tiempo. Un proceso din�mico resultante de la interacci�n de los factores bi�ticos y abi�ticos en el tiempo, que da lugar a la formaci�n de un ecosistema complejo y estable. Es un proceso lento y gradual, en el que las poblaciones que son inestables sufren modificaciones, tanto en su composici�n como en su tama�o, buscando el equilibrio. La madurez ecol�gica es el estado en que se encuentra un ecosistema en un momento determinado. El nivel de m�xima complejidad y madurez, de equilibrio con el medio, se denomina comunidad climax. El proceso inverso por causas naturales o antr�picas y que supone un rejuvenecimiento o involuci�n, se denomina regresi�n.

36. Tipos de sucesiones PRIMARIAS Se producen en territorios v�rgenes que a�n no han sido colonizados. Es el caso de las lavas volc�nicas, los aluviones, las dunas. Los primeros organismos en colonizar son los l�quenes y musgos, que van formando el suelo, posteriormente bacterias y hongos y las primeras hierbas. SECUNDARIAS Ocurren en ecosistemas que han sufrido una regresi�n que ha interrumpido su camino hacia el cl�max o lo ha roto. Todav�a se conserva el suelo y parte de la vegetaci�n. Al cabo de un cierto tiempo, si las condiciones ambientales no han variado, el ecosistema se recupera y contin�a con su sucesi�n o se estabiliza. Son m�s cortas y su longitud depende del estado de conservaci�n del suelo.

37. Tipos 2.SUCESI�N SECUNDARIA: La sucesi�n secundaria parte de una etapa de la serie producida por una perturbaci�n, por ejemplo un incendio. 1.SUCESI�N PRIMARIA: La sucesi�n primaria intenta alcanzar el climax partiendo de una zona desnuda.

38. Tipos de sucesiones

39. Cambios durante las sucesiones AUMENTO PROGRESIVO DE LA BIOMASA: Al principio no hay limitaci�n de los recursos disponibles, la producci�n es muy alta, por lo que se produce un aumento progresivo hasta las etapas finales. Finalmente la respiraci�n iguala a la respiraci�n, excepto cuando se retira la biomasa (cultivo), o se seca la hierba. En estos casos nunca se llegar� a la etapa cl�max DISMINUCI�N DE LA PRODUCTIVIDAD: A m�s evoluci�n, menos tasa de renovaci�n. AUMENTO DE LA BIODIVERSIDAD: Tanto en riqueza espec�fica como en diversidad espec�fica. En general las r estrategas son sustituidas por las k estrategas. AUMENTO DE LOS NICHOS ECOL�GICOS: Se produce un mayor aprovechamiento y el ecosistema se vuelve m�s complejo. AUMENTO DE LA ESTABILIDAD: Se establecen relaciones entre las especies, con m�ltiples retroalimentaciones, que contribuyen a la estabilidad. DISMINUCI�N DEL FLUJO ENERG�TICO QUE RECORRE EL ECOSISTEMA: Finalmente la energ�a pasa por muchos organismos por lo que se producen m�s p�rdidas, el reciclado se produce instant�neamente por lo que la materia apenas tiene tiempo de estar en el medio antes de volver a ser capturada.

40. Regresiones antr�picas Deforestaci�n para fines agrarios: La agricultura tradicional ten�a por costumbre plantar �rboles frutales o dejar setos de vegetaci�n aut�ctona en las lindes de saparaci�n. En caso de abandono la sucesi�n era m�s r�pida. Incendios forestales: Los incendios naturales provocan un rejuvenecimiento, controlan el crecimiento de la vegetaci�n e impiden la existencia de otros m�s mayores y m�s devastadores. Su uso para fines de pastoreo va dejando el suelo expuesto a la erosi�n y sin humus. La longitud de la sucesi�n va a depender de la magnitud del incendio, del estado del suelo y de la existencia de semillas resistentes. En los ecosistemas mediterr�neos las oleadas de incendios y las especies pir�filas han puesto en peligro la regeneraci�n del bosque aut�ctono de encinas y robles. Introducci�n de nuevas especies: Conejos en Australia, adem�s de ovejas, perros, gatos, etc En Espa�a: el vis�n americano, el mejill�n cebra, la perca, el lucio, el cangrejo americano.