TEMA 5

ORGANIZACIÓN Y DIVERSIDAD DE LA BIOSFERA

5.1. INTRODUCCIÓN

• En este tema vamos a ver los mecanismos por los cuales una comunidad es capaz de autorregularse para dar lugar a la gran diversidad de seres que existen en la Tierra.

• También veremos cómo influyen en los ecosistemas las intervenciones humanas.

5.2. AUTORREGULACIÓN DEL ECOSISTEMA

• Ecosistema: es un sistema formado por la interacción entre una biocenosis o comunidad y unos factores físicos del medio terrestre.

• A partir de las relaciones tróficas se puede modelar un sistema autorregulado.

El sistema se autorregula solo.

• Un ecosistema modelo es cerrado para la materia, aunque abierto para la energía, siendo capaz de aunque abierto para la energía, siendo capaz de autorregularse y permanecer en equilibrio dinámico durante largo tiempo.

• ¿Qué ocurre si le echamos un pez tropical al acuario?

• Los humanos rompen el autocontrol de los ecosistemas para imponer el suyo propio.

• Los ecosistemas naturales se equilibran porque hay una amplia gama de relaciones que los regulan.

5.3. AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN

• Biocenosis o comunidad: está constituida por todas las poblaciones de animales, plantas y microorganismos que existen en un ecosistema.

• Población: está constituida por un conjunto de individuos de la misma especie que viven en un lugar determinado.

• Los individuos de una población se mantienen en torno al límite de capacidad de carga.

• Se mantiene en equilibrio dinámico, hay fluctuaciones en el número de individuos.

• Factores que condicionan el tamaño de una población:– Potencial biótico (TN-TM).– Resistencia ambiental.

• ¿Qué ocurre cuando una población coloniza un nuevo territorio?

• Curvas en J y curvas de crecimiento logístico o en S.

• La resistencia ambiental viene marcada por un conjunto de factores que impiden que una población alcance su máximo potencial biótico. Tipos de factores:– Externos.

• Bióticos: depredadores, parásitos, organismos competidores.

• Abióticos: cambios de clima, escasez de alimentos, variaciones de pH etc.

– Internos. El aumento de la densidad de población que afecta negativamente a los hábitos reproductores.

• Debido a la resistencia ambiental se establecen dos bucles de realimentación negativa que afectan al potencial biótico y, a la vez, ejercen un control sobre el número de individuos de una población.

• Según los valores del potencial biótico hay dos estrategias de reproducción:– r estrategas.

• Poseen un potencial biótico muy elevado (alta TN)• Tienen muchas crías que reciben pocos cuidados.• Elevada TM.

• k estrategas.– Poseen una menor TN. – Tienen pocas crías que reciben cuidados.– La TM es menor.

• En ciertas condiciones, naturales o artificiales, se puede producir un incremento drástico de la resistencia ambiental.

• Especies amenazadas. Son aquellas cuyo número de individuos se va reduciendo drásticamente hasta alcanzar una cifra crítica, lo que las pone en peligro de extinción.

• Valencia ecológica. Es el campo o intervalo de tolerancia de una especia respecto a un factor cualquiera del medio (luz, temperatura etc.) que actúa como factor limitante.

• El crecimiento de cada especie está supeditado a unos valores, máximo y mínimo, de cada uno de los factores del medio en el que se desarrolla, es decir, posee una valencia determinada.

• Desde el punto de vista de la amplitud de la valencia ecológica se consideran dos tipos de especies:– Eurioicas. Aquellas poco exigentes respecto a los valores

alcanzados por un determinado factor. Tiene valencias ecológicas de gran amplitud. Suelen ser r estrategas, son generalistas.

– Estenoicas. Son muy exigentes respecto a los valores alcanzados por un determinado factor, tienen límites de tolerancia estrechos.Suelen ser k estrategas, son más especialistas.

5.4. AUTORREGULACIÓN DE LA COMUNIDAD

• Las poblaciones que habitan en un territorio se relacionan unas con otras formando la comunidad o biocenosis.

• La coexistencia de poblaciones diferentes generan interacciones que pueden actuar como factores limitantes bióticos.

A. Modelo depredador-presa

• Es estabilizador, se basa en un bucle de realimentación negativo.

• En la gráfica se ven fluctuaciones. Entre las oscilaciones hay una diferencia temporal que se debe al tiempo de respuesta de las poblaciones.

• Lockta y Volterra.• El comportamiento de estas dos poblaciones se

puede explicar bien mediante la teoría de sistemas:– Primero ambas poblaciones crecen sin ningún factor

limitante.– Si se fijan los encuentros como variable que relaciona

ambas poblaciones se ve que los encuentros controlan ambas poblaciones. El tamaño de la población del depredador controla al de la presa y viceversa.

• Modelo que refleja las distintas variables que conforman el sistema eliminando el tiempo.

• Ciclo límite. Permite observar y predecir el número de depredadores en función del número de presas y viceversa.

• El sistema está en equilibrio dinámico.

B. Parasitismo (P/H)

• Es una relación binaria en la que un individuo, el parásito, resulta beneficiado y el otro, el hospedante, es perjudicado.

• Tipos:– Endoparasitismo (duela del hígado)– Ectoparasitismo (pulga, chinche, piojo etc)

• Es un modelo similar al de D/P siempre que el parásito y el hospedante hayan pasado juntos el tiempo suficiente para su coevolución. Esto se traduce en que al parásito no le interesa matar a su hospedador.

• La diferencia en el modelo es que los encuentros no afectan a la mortalidad del hospedante. Sin embargo el parásito no puede vivir de forma independiente.

C. Competencia (C) y nicho

• La competencia es una relación entre los individuos de una o más especies que al utilizar el mismo recurso (alimento o territorio) no pueden coexistir.

• Puede ser inter o intraespecífica.• La intraespecífica es más fuerte. Mecanismo de

selección natural.• La interespecífica contribuye a la organización de

los ecosistemas.

Competencia intraespecífica

Competencia interespecífica

• Competencia interespecífica por el alimento. Se trata de un modelo de dos depredadores compitiendo por una misma presa. Con el tiempo una de las dos desaparece.

Nicho ecológico

• Es el conjunto de circunstancias, relaciones con el ambiente, conexiones tróficas y funciones ecológicas que definen el papel desempeñado pro una especie de un ecosistema.

• El concepto se deriva de la competencia establecida entre las especies.

• El hábitat de las garzas es el pantano, mientras que el nicho lo constituyen todas las circunstancias que rodean a cada especie de garza.

• Cada especie de garza tiene un nicho ecológico diferente del resto de garzas con las que comparte hábitat.

• Nicho potencial (ideal o fisiológico). Es aquel que satisface todas las necesidades de una determinada especie. Es teórico.

• Nicho ecológico (real). Es el ocupado por una especie en condiciones naturales

5.5. BIODIVERSIDAD

• Es la riqueza o variedad de las especies de un ecosistema y la abundancia relativa de los individuos de cada especie.

• Un ecosistema es más diverso cuanto mayor número de especies tiene y cuanto mayor sea el número de individuos por especie.

• Un ecosistema diverso es más estable.

• Tras la Conferencia de Río de Janeiro de 1992, el término engloba tres conceptos:– Variedad de especies

que hay en la Tierra.– Diversidad de

ecosistemas en nuestro planeta.

– Diversidad genética.

• A lo largo de la historia de la vida la biodiversidad ha sufrido numerosos altibajos.

• Al cambiar las condiciones del medio muchas especies, sobre todo las k estrategas, se extinguieron.

• La tasa de extinción ocurrida a lo largo de los tiempos geológicos fue de una especie cada 500-1000 años.

• Actualmente las especies se están extinguiendo a un ritmo cien veces superior.

• Protegiendo la biodiversidad estamos protegiendo, entre otras cosas, unos valiosos recursos farmacéuticos, algunos de los cuales aún no han sido descubiertos.

• Aproximadamente un tercio de los remedios utilizados contra el cáncer y otras enfermedades proceden de hongos y plantas silvestres, la mayoría encontrados en las selvas tropicales.

Plantaciones de soja

Índice del Planeta viviente (LPI)• Es un indicador de presión sobre el medio ambiente

establecido por el PNUMA con el que se mide el grado de pérdida de biodiversidad.

• Ecosistemas forestales: tasa de extinción de un 30% (de un total de 319 especies).

• Ecosistemas de agua dulce: tasa de extinción 26% (de un total de 194 especies)

• Océanos: tasa de extinción 25% (de 217 especies de animales marinos).

• Combinando los tres parámetros se calcula el LPI, que actualmente es del 27%.

A. Causas de la pérdida de biodiversidad

• Sobreexplotación: deforestación, sobrepastoreo, caza y pesca abusivas, comercio ilegal de especies protegidas.

• Alteración y destrucción de hábitats: por cambios en los usos del suelo, extracciones masivas de agua, fragmentación de hábitats naturales, construcción de obras públicas. Contaminación, incendios etc.

• Introducción y sustitución de especies: introducción de especies foráneas, sustitución de especies naturales por otras obtenidas por selección artificial

B. Medidas para evitar la pérdida de la biodiversidad

• La preservación de la biodiversidad se ha convertido en un objetivo prioritario para la consecución del desarrollo sostenible.

• Para tener en cuenta la riqueza de los países se valoran tres aspectos:– Riqueza material o económica.– Riqueza cultural.– Riqueza biológica o biodiversidad.

• Algunas medidas para evitar la pérdida de biodiversidad:– Establecer espacios protegidos.– Realizar estudios sobre el estado de los ecosistemas

(huella ecológica o Índice de Planeta Viviente).– Decretar y respetar las leyes promulgadas

específicamente para la preservación de las especies de los ecosistemas.

• 800 especies en peligro de extinción.• 29.000 especies amenazadas.

– Creación de bancos de genes y semillas.– Fomento del turismo ecológico.

5.6. SUCESIÓN ECÓLÓGICA Y CONCEPTO DE MADUREZ

¿Qué ocurrirá con el tiempo en este campo?

• Sucesión ecológica: son los cambios producidos en los ecosistemas a lo largo del tiempo.

• Madurez ecológica, es el estado en el que se encuentra un ecosistema en un momento dado del proceso de sucesión ecológica. Comienza en estadios iniciales poco maduros y llega a unos más avanzados y maduros de biocenosis más organizadas.

• El último nivel de complejidad recibe el nombre de comunidad clímax, que representa el grado de máxima madurez.

• Un ecosistema puede sufrir un proceso inverso a la sucesión por causas naturales o antrópicas. Este proceso se llama regresión.

A. Tipos de sucesiones

• Sucesiones primarias. Parten de un terreno virgen como rocas, dunas o islas volcánicas.

• Sucesiones secundarias. Se producen en lugares que han sufrido una perturbación que ha sido la causa de una regresión

B. Reglas generales en las sucesiones

• A medida que transcurren las sucesiones se pueden apreciar una serie de cambios en los ecosistemas:– La diversidad aumenta.– La estabilidad aumenta.– Cambio de unas especies por otras.– Aumento del número de nichos.– Evolución de los parámetros tróficos.

• La selva tropical es el máximo exponente de una comunidad clímax. Es un ecosistema prácticamente cerrado (la materia se recicla con mucha rapidez), y se almacena en forma de biomasa.

5.7. ALGUNAS REGRESIONES PROVOCADAS POR LA HUMANIDAD

• A. Deforestación.– El daño depende de la intensidad con que se produzca y

del tipo de suelo.– La agricultura tradicional tenía por costumbre plantar

árboles frutales o dejar setos de vegetación autóctona. Después de abandonar los campos era relativamente fácil llegar a comunidades clímax.

– En los bosques templados, como hay mucha materia orgánica, se puede restaurar el bosque primitivo. En los bosques tropicales la recuperación es muy difícil.

• B. Incendios forestales.– El fuego es un factor ambiental natural, especialmente en

los ecosistemas templados.– Tradicionalmente la humanidad ha venido usando esta

técnica con la finalidad de favorecer el pastoreo.– Las oleadas de incendios de los últimos años en los

ecosistemas mediterráneos han producido muchos daños.– La abundancia de vegetación pirófila, pone en peligro la

regeneración del robledal y el encinar autóctonos.

• C. Introducción de nuevas especies.– Introducción de conejos en Australia que afectó de

manera determinante a los canguros.– En la península Ibérica: visón americano, mejillón cebra,

la perca, el lucio, el cangrejo americano.

5.8. PRINCIPALES BIOMAS TERRESTRES