BIOSFERA

LA BIOSFERA

El delgado manto de vida que cubre la Tierra recibe el nombre de biosfera. Para clasificar sus regiones se emplean diferentes enfoques.

Biomas
Las grandes unidades de vegetación son llamadas formaciones vegetales por los ecólogos europeos y biomas por los de América del Norte. La principal diferencia entre ambos términos es que los biomas incluyen la vida animal asociada. Los grandes biomas, no obstante, reciben el nombre de las formas dominantes de vida vegetal.
Bajo la influencia de la latitud, la elevación y los regímenes asociados de humedad y temperatura, los biomas terrestres varían geográficamente de los trópicos al ártico, e incluyen diversos tipos de bosques, praderas, monte bajo y desiertos. Estos biomas incluyen también las comunidades de agua dulce asociadas: corrientes, lagos, estanques y humedales. Los medios ambientes marinos, que algunos ecólogos también consideran biomas, comprenden el océano abierto, las regiones litorales (aguas poco profundas), las regiones bentónicas (del fondo oceánico), las costas rocosas, las playas, los estuarios y las llanuras mareales asociadas.

Poblaciones y comunidades
Las unidades funcionales de un ecosistema son las poblaciones de organismos a través de las cuales circulan la energía y los nutrientes. Una población es un grupo de organismos de la misma especie que comparten el mismo espacio y tiempo. Los grupos de poblaciones de un ecosistema interactúan de varias formas. Estas poblaciones interdependientes de plantas y animales forman una comunidad, que abarca la porción biótica del ecosistema.
Diversidad
La comunidad tiene ciertos atributos, entre ellos la dominancia y la diversidad de especies. La dominancia se produce cuando una o varias especies controlan las condiciones ambientales que influyen en las especies asociadas. En un bosque, por ejemplo, la especie dominante puede ser una o más especies de árboles, como el roble o el abeto; en una comunidad marina los organismos dominantes suelen ser animales, como los mejillones o las ostras. La dominancia puede influir en la diversidad de especies de una comunidad porque la diversidad no se refiere solamente al número de especies que la componen, sino también a la proporción que cada una de ellas representa.
La naturaleza física de una comunidad queda en evidencia por las capas en las que se estructura, o su estratificación. En las comunidades terrestres, la estratificación está influida por la forma que adoptan las plantas al crecer. Las comunidades sencillas, como los pastos, con escasa estratificación vertical, suelen estar formadas por dos capas: suelo y capa herbácea. Un bosque puede tener hasta seis capas: suelo, herbácea, monte bajo, árboles bajos y arbustos, bóveda inferior y bóveda superior. Estos estratos influyen en el medio ambiente físico y en la diversidad de hábitats para la fauna. La estratificación vertical de las comunidades acuáticas, por contraste, recibe sobre todo la influencia de las condiciones físicas: profundidad, iluminación, temperatura, presión, salinidad, contenido en oxígeno y dióxido de carbono.

Hábitat y nicho
La comunidad aporta el hábitat, el lugar en el que viven las distintas plantas o animales. Dentro de cada hábitat, los organismos ocupan distintos nichos. Un nicho es el papel funcional que desempeña una especie en una comunidad, es decir, su ocupación o modo de ganarse la vida. Por ejemplo, el candelo oliváceo vive en un hábitat de bosque de hoja caduca. Su nicho, en parte, es alimentarse de insectos del follaje de la bóveda. Cuanto más estratificada esté una comunidad, en más nichos adicionales estará dividido su hábitat.

Tasas de crecimiento de la población
Las poblaciones tienen una tasa de nacimiento (número de crías producido por unidad de población y tiempo) una tasa de mortalidad (número de muertes por unidad de tiempo) y una tasa de crecimiento. El principal agente de crecimiento de la población son los nacimientos, y el principal agente de descenso de la población es la muerte. Cuando el número de nacimientos es superior al número de muertes la población crece y cuando ocurre lo contrario, decrece. Cuando el número de nacimientos es igual al de muertes en una población dada su tamaño no varía, y se dice que su tasa de crecimiento es cero.
Al ser introducida en un medio ambiente favorable con abundantes recursos, una pequeña población puede experimentar un crecimiento geométrico o exponencial, algo similar al interés compuesto. Muchas poblaciones experimentan un crecimiento exponencial en las primeras etapas de la colonización de un hábitat, ya que se apoderan de un nicho infraexplotado o expulsan a otras poblaciones de uno rentable. Las poblaciones que siguen creciendo exponencialmente, no obstante, acaban llevando al límite los recursos, y entran con rapidez en declive debido a algún acontecimiento catastrófico como una hambruna, una epidemia o la competencia con otras especies. En términos generales, las poblaciones de plantas y animales que se caracterizan por experimentar ciclos de crecimiento exponencial son especies con abundante descendencia y se ocupan poco de sus crías o producen abundantes semillas con pocas reservas alimenticias. Estas especies, que acostumbran a tener una vida corta, se dispersan con rapidez y son capaces de colonizar medios ambientes hostiles o alterados. A menudo reciben el nombre de especies oportunistas.

Interacciones en la comunidad
Las principales influencias sobre el crecimiento de las poblaciones están relacionadas con diversas interacciones, que son las que mantienen unida a la comunidad. Estas incluyen la competencia, tanto en el seno de las especies como entre especies diferentes, la depredación, incluyendo el parasitismo, y la coevolución o adaptación.

Competencia
Cuando escasea un recurso compartido, los organismos compiten por él, y los que lo hacen con mayor éxito sobreviven. En algunas poblaciones vegetales y animales, los individuos pueden compartir los recursos de tal modo que ninguno de ellos obtenga la cantidad suficiente para sobrevivir como adulto o reproducirse. Entre otras poblaciones, vegetales y animales, los individuos dominantes se apoderan de la totalidad de los recursos y los demás quedan excluidos. Individualmente, las plantas tienden a aferrarse al lugar donde arraigan hasta que pierden vigor o mueren, e impiden que sobrevivan otros individuos controlando la luz, la humedad y los nutrientes del entorno.
Muchos animales tienen una organización social muy desarrollada a través de la cual se distribuyen recursos como el espacio, los alimentos y la pareja entre los miembros dominantes de la población. Estas interacciones competitivas pueden manifestarse en forma de dominancia social, en la que los individuos dominantes excluyen a los subdominantes de un determinado recurso, o en forma de territorialidad, en la que los individuos dominantes dividen el espacio en áreas excluyentes, que ellos mismos se encargan de defender. Los individuos subdominantes o excluidos se ven obligados a vivir en hábitats más pobres, a sobrevivir sin el recurso en cuestión o a abandonar el área. Muchos de estos animales mueren de hambre, por exposición a los elementos y víctimas de los depredadores.
La competencia entre los miembros de especies diferentes provoca el reparto de los recursos de la comunidad. Las plantas, por ejemplo, tienen raíces que penetran en el suelo hasta diferentes profundidades. Algunas tienen raíces superficiales que les permiten utilizar la humedad y los nutrientes próximos a la superficie. Otras que crecen en el mismo lugar tienen raíces profundas que les permiten explotar una humedad y unos nutrientes no disponibles para las primeras.

Depredación
Una de las interacciones fundamentales es la depredación, o consumo de un organismo viviente, vegetal o animal, por otro. Si bien sirve para hacer circular la energía y los nutrientes por el ecosistema, la depredación puede también controlar la población y favorecer la selección natural eliminando a los menos aptos. Así pues, un conejo es un depredador de la hierba, del mismo modo que el zorro es un depredador de conejos. La depredación de las plantas incluye la defoliación y el consumo de semillas y frutos. La abundancia de los depredadores de plantas, o herbívoros, influye directamente sobre el crecimiento y la supervivencia de los carnívoros. Es decir, las interacciones depredador-presa a un determinado nivel trófico influyen sobre las relaciones depredador-presa en el siguiente. En ciertas comunidades, los depredadores llegan a reducir hasta tal punto las poblaciones de sus presas que en la misma zona pueden coexistir varias especies en competencia porque ninguna de ellas abunda lo suficiente como para controlar un recurso. No obstante, cuando disminuye el número de depredadores, o estos desaparecen, la especie dominante tiende a excluir a las competidoras, reduciendo así la diversidad de especies.
Parasitismo El parasitismo está estrechamente relacionado con la depredación. En él, dos organismos viven unidos, y uno de ellos obtiene su sustento a expensas del otro. Los parásitos, que son más pequeños que sus huéspedes, incluyen multitud de virus y bacterias. Debido a esta relación de dependencia, los parásitos no suelen acabar con sus huéspedes, como hacen los depredadores. Como resultado, huéspedes y parásitos suelen coevolucionar hasta un cierto grado de tolerancia mutua, aunque los parásitos pueden regular la población de algunas especies huéspedes, reducir su éxito reproductivo y modificar su comportamiento

Coevolución
La coevolución es la evolución conjunta de dos especies no emparentadas que tienen una estrecha relación ecológica, es decir, que la evolución de una de las especies depende en parte de la evolución de la otra. La coevolución también desempeña un papel en las relaciones depredador-presa. Con el paso del tiempo, al ir desarrollando el depredador formas más eficaces de capturar a su presa, ésta desarrolla mecanismos para evitar su captura. Las plantas han desarrollado mecanismos defensivos como espinas, púas, vainas duras para las semillas y savia venenosa o de mal sabor para disuadir a sus consumidores potenciales. Algunos herbívoros son capaces de superar estas defensas y atacar a la planta. Ciertos insectos, como la mariposa monarca, pueden incorporar a sus propios tejidos sustancias venenosas tomadas de las plantas de las que se alimentan, y las usan como defensa contra sus depredadores. Otros organismos similares relacionados con ella pueden adquirir, a través de la selección natural, un patrón de colores o una forma que imita la de la especie no comestible. Dado que se asemejan al modelo desagradable, los imitadores consiguen evitar la depredación. Otros animales recurren a asumir una apariencia que hace que se confundan con su entorno o que parezcan formar parte de él. El camaleón es un ejemplo bien conocido de esta interacción. Algunos animales que emplean olores desagradables o venenos a modo de defensa suelen exhibir también coloraciones de advertencia, normalmente colores brillantes o dibujos llamativos, que actúan como aviso adicional para sus depredadores potenciales. Otra relación coevolutiva es el mutualismo, en el que dos o más especies dependen la una de la otra y no pueden vivir más que asociadas. Un ejemplo de mutualismo es el de las micorrizas, relación forzosa entre determinados hongos y las raíces de ciertas plantas. En uno de los grupos, el de las ectomicorrizas, los hongos forman una capa o manto en torno a las radicelas. Las hifas de los hongos invaden la radicela y crecen entre las paredes celulares, además de extenderse suelo adentro a partir de ella. Los hongos, que incluyen varias setas comunes de los bosques, dependen del árbol para obtener energía. A cambio, ayudan al árbol a obtener nutrientes del suelo y protegen sus raicillas de ciertas enfermedades. Sin las micorrizas, algunos grupos de árboles, como las coníferas y los robles, no pueden sobrevivir y desarrollarse. Por su parte, los hongos no pueden existir sin los árboles.

¿QUE TIPOS DE INTERELACIONES PUEDO DIFERENCIAR EN EL RESUMEN?

A) CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
En las transformaciones que experimenta la materia para poder ser utilizada cíclicamente, no sólo intervienen los seres vivos, sino también procesos geológicos, de ahí el nombre de ciclos biogeoquímicos.
Los ciclos biogeoquímicos más importantes son los del carbono, el nitrógeno y el agua ya que en ellos intervienen los componentes fundamentales de los seres vivos: C, N, H y O.
1. Ciclo del agua. En capítulos anteriores analizamos como el agua es indispensable para todos los seres vivos, no sólo como componente estructural sino también como medio en el que tienen lugar todas las reacciones químicas de los seres vivos.
El agua puede estar en estado líquido (mares y lagos) sólido (hielo) o gaseoso (vapor del agua).
El intercambio de agua que tiene lugar entre la atmósfera y la superficie terrestre se hace a través de la evaporación y la precipitación; en estos intercambios intervienen los seres vivos, ya que parte del agua que cae en la superficie terrestre es tomada por los animales al beber o por los vegetales que la absorben directamente del suelo a través de sus raíces. El agua incorporada por los organismos no se pierde, sino que es devuelta, en el caso de los animales mediante la respiración en forma de vapor de agua o en la excreción en forma líquida (heces, orina y sudor). Los vegetales la devuelven por medio de la transpiración de sus hojas.
2. Ciclo del carbono. Los animales comen alimentos que contienen carbono, el cual es combinado con el oxígeno del aire para producir energía térmica. Esta combinación deja como residuo anhídrido carbónico, que se elimina mediante la respiración y vuelve al aire.

Las plantas verdes toman el anhídrido carbónico del aire y los descomponen en carbono y oxígeno. Devuelven el oxígeno a la atmósfera y utilizan el carbono en la fabricación de alimentos. Los animales y los vegetales necesitan el oxígeno para la respiración y el ciclo se repite.
3. Ciclo de nitrógeno. El elemento básico del protoplasma es el nitrógeno.
Pero ni las plantas ni los animales pueden usar el nitrógeno libre, tal como existe en la mezcla del aire.
Los vegetales obtienen el nitrógeno de compuestos llamados nitratos, disueltos en agua en la tierra.
Los animales y el hombre obtienen el nitrógeno de las plantas que contienen compuestos nitrogenados, llamados proteínas. O bien comiendo animales que, a su vez habían comido vegetales que las contenían. Los animales devuelven a la tierra algunos compuestos de nitrógeno en forma de residuos líquidos.

Cuando las plantas y los animales mueren, las bacterias de la descomposición, ya mencionadas descomponen las proteínas y devuelven a la tierra los componentes de nitrógeno.
Cierta clase de vegetales, llamados legumbres, contienen en la raíz bacterias de la tierra que tienen la propiedad de fijar el nitrógeno. Cambian el nitrógeno del aire que existe en la tierra en nitratos solubles en agua que los vegetales pueden utilizar. También pueden dejar libres esas bacterias en la tierra para que realicen la misma función. Y el ciclo se repite.
¿PUBLICAR GRAFICOS DE LOS CICLOS BIOGEOQUIMICOS EXPLICAR CADA UNO DE ELLOS?

ECOSISTEMAS

La comunidad biótica (seres vivos) es un sistema de relaciones ecológicas, entre los organismos. Pero cada comunidad biótica existe en un ambiente abiótico (elementos inertes). No podemos estudiar las relaciones entre los organismos en una comunidad sin prestar atención al medio en que viven. Esta interdependencia entre los seres vivos y el medio que os rodea, es lo que constituye un sistema ecológico o ecosistema. Un ecosistema está formado, pues, por cuatro elementos, a saber:

1. Productores.- Son las plantas verdes, algas y demás organismos capaces de producir su propio alimento a partir de sustancias inorgánicas.
2. Consumidores.- son los animales que se alimentan de plantas u otros animales.
3. Desintegración.- Principales bacterias y hongos, encargados de mineralizar la materia orgánica y devolver sus componentes al ambiente.
4. Sustancias Abióticas.- Llamadas también sustancias inertes, o sea los compuestos orgánicos e inorgánicos, propios del ambiente.
Pongamos un ejemplo: un río es un ecosistema, en el cual los productores son las plantas acuáticas y las algas; los consumidores son las larvas de insectos, los gusanos, los peces y todo organismo que se alimenta de otros animales; los desintegradores son los hongos y las bacterias que se encargan de descomponer la materia orgánica proveniente de residuos vegetales y animales y las sustancias abióticas, son los compuestos de nitrógeno y fósforo (principalmente), el oxígeno disuelto, el gas carbónico y demás elementos que de, acuerdo con sus proporciones, hacen posible la vida en el agua.

¿NOMBRAR LOS LOS ELEMENTOS DEL ECOSISTEMA MOSTRADO?

CADENA ALIMENTICIA

DEFINICIÓN:
Se llama cadena alimenticia a la transferencia de energía alimenticia, desde su origen en las plantas, a través de una sucesión de organismos, cada uno de los cuales devora al que lo precede y es devorado, a su vez, por el que lo sigue.
Si observamos la manera como los seres vivos obtienen sus alimentos, veremos que constantemente pasan de un ser a otro.
Por ejemplo, en el mar peruano se produce la siguiente cadena alimenticia:
Sol ® fitoplactón ® peces ® aves ® pescadores
Muchas de las relaciones entre los seres vivos que pueblan nuestro planeta están vinculadas con la obtención de sus alimentos.
Todos los animales incluso el hombre obtienen, las sustancias orgánicas de las plantas, sea alimentándose directamente de ellas, o bien en forma indirecta, comiendo la carne de animales que han tomado su alimento del reino vegetal. Esta relación de dependencia entre los seres creada por la necesidad de alimentarse, permite establecer las llamadas “Cadenas Alimenticias” es decir series de organismos en la que cada especie se alimenta de la que le precede y sirve de comida a la que le sigue, así tenemos lo siguiente:
A la obtención del agua, de la luz y de las sales minerales, mientras que en los animales, la obtención de los alimentos es más compleja, así por ejemplo el ave rapiña se alimenta de culebras, las culebras de sapos, los sapos de langostas, las langostas de pasto. Posteriormente el ave de rapiña se encuentra parasitada que puede producir la muerte y al morir el ave las bacterias desintegradoras se encargan de descomponer las sustancias orgánicas y transformarlas en elementos que regresan a la tierra o el suelo.
A esta forma compleja de obtener los alimentos, es decir, al paso de las sustancias alimenticias de uno a otro ser vivos mediante actos repetidos y sucesivos de comer y ser comidos se llama cadena alimenticia. Dicha cadena comienza con un organismo autotrófico (productor) porque sólo este puede transformar la sustancia inorgánica en orgánica; luego siguen los animales herbívoros o consumidores de primer orden. Dichos animales son consumidos por los carnívoros o consumidores de segundo orden; los carnívoros pequeños son devorados por los carnívoros grandes o consumidores de tercer orden; y6 así sucesivamente.
Se considera que la cadena alimenticia forma una pirámide entre las poblaciones que constituyen una comunidad. La base está formada por las plantas autótrofas; siguen los animales herbívoros; luego una cantidad de animales carnívoros; enseguida otra cantidad más pequeña de animales carnívoros que generalmente forman el vértice de la pirámide.
Dichas cadenas tróficas relacionan al nivel de producción con un cierto número de niveles de consumo, en un aserie de estadios jerarquizados en las que se hace la clasificación siguiente: productores, consumidores y desintegradores.

ORGANISMOS PRODUCTORES: La mayoría son plantas verdes, macro y microscópicas que son capaces de fijar la energía solar y transformarlos en energía química, o sea elaboran sus alimentos a partir de las sustancias minerales o inorgánicas que toman del medio ambiente.

ORGANISMOS CONSUMIDORES: Son organismos heterótrofos, que se alimentan de los productos elaborados por los autótrofos y productores, son llamados consumidores. Los consumidores primarios, o de primer orden, son generalmente herbívoros, es decir heterótrofos, cuya alimentación básica de las plantas. Los consumidores secundarios, de segundo orden o carnívoros, son organismos heterótrofos que se alimentan de los consumidores primarios y que obtienen la energía indirectamente desde el productor, por medio del herbívoro, los consumidores de tercer orden se alimentan de consumidores de segundo orden son los carnívoros que comen carnívoros.
Los consumidores del segundo y tercer orden son, o depredadores que capturan su presa al vuelo, a la carrera, a nado o bien parásitos de animales de vida más o menos sedentaria.

ORGANISMOS DESINTEGRADORES: Descomponen la materia orgánica muerta, modificada o no, asegurando su retorno al mundo inorgánico (suelo), donde permanecen hasta ser absorbidos por las plantas superiores y ser nuevamente utilizadas por los productores, cerrando de este modo las cadenas alimenticias.
Los organismos descomponedores o desintegradores, son llamados saprofitos, porque se alimentan de organismos muertos. Dentro de este grupo existe un vasto mundo de bacterias y hongos que descomponen totalmente la materia de los cadáveres o residuos de todo tipo.

¿JERARQUIZAR LOS NIVELES DE CONSUMO MOSTRADO EN EL GRAFICO?