TEMA 5.- ORGANIZACIÓN Y DIVERSIDAD DE LA BIOSFERA.
1.- AUTORREGULACIÓN DE LOS ECOSISTEMAS.
Un ecosistema es un sistema
formado por la interacción establecida
entre una biocenosis o comunidad
(seres vivos) y unos factores abióticos
del medio en que vive dicha comunidad.
Si posee todos sus componentes, el
ecosistema se autorregula.
Un
ecosistema
modelo
es
cerrado para la materia y abierto para
la
energía,
autorregularse
siendo
y
capaz
permanecer
de
en
equilibrio dinámico a lo largo del
tiempo.
2.- AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN.
2.1.- Crecimiento de una población.
Una población es un conjunto de individuos de la misma especie que viven en un
determinado lugar durante un determinado tiempo.
En condiciones ideales, como por ejemplo cuando una población coloniza un
territorio nuevo, el crecimiento es de tipo exponencial, pues al principio no hay factores
limitantes. Su potencial biótico (r) es máximo.
r = T N – TM ,
TN > T M .
Sin embargo, en condiciones normales, una población suele crecer hasta un límite,
llamado límite de carga, en el cual se mantiene más o menos constante, salvo pequeñas
fluctuaciones. Por eso el estado estacionario no suele ser lineal, sino que se trata de un
equilibrio dinámico. Para que eso ocurra, el número de nacimientos ha de ser igual al número
de defunciones. La curva que representa este tipo de crecimiento es una curva logística o
en forma de S.
Los factores que condicionan el tamaño de una población son el potencial biótico y
la resistencia ambiental.
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2.2.- Potencial biótico.
La
curva
de
potencial
biótico
o
biológico
representa el crecimiento exponencial de la población,
suponiendo que la tasa intrínseca de aumento de la
población (r = tasa de natalidad - tasa de mortalidad, r =
TN – TM) permanece constante.
2.3.- Resistencia ambiental.
Es el conjunto de factores que impiden que una población alcance un máximo
potencial biótico. Dichos factores pueden ser externos o internos a la población.
o
Factores externos: pueden ser bióticos
(presencia de depredadores, parásitos que
les provocan enfermedades) o abióticos
(cambios en el clima, escasez de alimentos,
de luz, variaciones de pH o de salinidad,
catástrofes, etc.)
o
Factores internos: como el aumento de la
densidad de población, que crea competencia
y afecta negativamente a los hábitos reproductores, etc.
Debido a la resistencia ambiental, se establecen dos bucles de retroalimentación
negativa que afectan al potencial biótico y, a la vez, ejercen un control sobre el número de
individuos de una población. Estos bucles nos indican que la RA (resistencia ambiental)
equilibra el crecimiento de la población.
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2.4.- Estrategias de reproducción.
En función de las diferencias en cuanto a los valores del potencial biótico, existen dos
estrategias de reproducción:
a) Individuos R estrategas. Son aquellas especies que poseen un elevado potencial biótico
(r) y se acomodan muy bien a los cambios ambientales. Poseen un elevado índice de
natalidad (TN) y las crías no reciben todos los cuidados que necesitarían, por lo que muchas
quedan abandonadas a su suerte y acaban muriendo (elevada T M). Esto mantiene en un
equilibrio estacionario a la población. Ejemplos.- Son R estrategas las plantas, los peces, los
insectos, etc.
b) Individuos K estrategas. Son aquellas especies que poseen una menor TN, por lo que
tienen pocas crías, pero reciben mejores cuidados parentales, con lo que la T M se reduce
bastante. Ejemplos.- Son K estrategas las aves y los mamíferos, entre otros.
2.5.- Especies amenazadas.
Son aquellas especies cuyo número de individuos se va reduciendo drásticamente
hasta alcanzar un número crítico, lo que las pone en peligro de extinción.
2.6.- Valencia ecológica.
Cada especie se desarrolla dentro de unos determinados intervalos para cada
factor del medio (luz, temperatura, pH, nutrientes, etc.). Se denomina valencia ecológica al
campo o intervalo de tolerancia de una especie respecto a un factor del medio que actúe
como limitante.
Respecto a este concepto, las especies pueden ser de dos tipos:
a)
Eurioicas.
Son
aquellas
especies
con
valencias
ecológicas de gran amplitud, lo que significa que son poco
exigentes,
más
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tolerantes
ante
variaciones
de
las
condiciones del medio. Suelen ser individuos r estrategas generalistas. No son muy
abundantes.
b) Estenoicas. Son aquellas especies exigentes, con unos límites de tolerancia estrechos.
Son individuos k estrategas, muy especialistas. Cuando se dan las condiciones óptimas en el
medio su número alcanza cotas muy elevadas.
3.- AUTORREGULACIÓN DE LA COMUNIDAD.
Las poblaciones se relacionan unas con otras constituyendo la comunidad o
biocenosis. Las relaciones o interacciones entre las poblaciones actúan como factores
limitantes y contribuyen a su estabilidad.
3.1.- Modelo depredador-presa.
Este modelo es estabilizador, ya que se basa en la existencia de un bucle de
retroalimentación negativo. La gráfica representa una serie de fluctuaciones debida al
tiempo de respuesta de las poblaciones.
La razón del comportamiento de ambas poblaciones es fácilmente explicable
mediante la teoría de sistemas; en principio, tanto presas como depredadores crecen sin
ningún factor limitante, pero luego la caza de presas por los depredadores disminuye la
población de éstas, por lo que después va disminuyendo la población de depredadores, lo que
permitirá a las presas recuperarse, aumentando su población, y así sucesivamente.
A continuación tenemos la representación de este comportamiento mediante la
Teoría de Sistemas (diagrama causal), y a la derecha unas gráficas de espacio de fases.
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En las gráficas de espacio de fases se elimina el tiempo y se coloca en el eje de
abcisas a las presas, y en el eje de ordenadas a los depredadores. Estas gráficas son
circulares y se denominan ciclo límite. Gracias a ellas podemos observar y predecir el
número de depredadores en función del número de presas que haya y viceversa.
Estas gráficas de espacio de
fases tendrán tantas dimensiones como
variables tenga el modelo (dos variables
en el ejemplo anterior), pero a veces un
depredador puede alimentarse de varias
presas diferentes, con lo que las gráficas
se complicarían en el espacio.
3.2.- Parasitismo.
El parasitismo es una relación binaria en la que un individuo, el parásito, resulta
beneficiado, y el otro, el hospedador, es perjudicado. Puede haber dos clases de
parasitismo: endoparasitismo (parásito dentro del hospedador: tenia, duelas hepáticas) y
ectoparasitismo (fuera). En un diagrama, la diferencia entre la depredación y el parasitismo
estriba en que, en éste último, los encuentros no afectan a la mortalidad del hospedador, es
decir, que el parásito nunca mata al hospedador, mientras que el depredador sí lo hace.
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3.3.- Simbiosis o mutualismo.
Asociación interespecífica en la que ambos organismos salen beneficiados. En el
caso de que se trate de organismos vegetales se habla de simbiosis, mientras que si son
animales hablamos de mutualismo. Ejemplos.- los líquenes son asociaciones simbióticas
entre un alga y un hongo; en este caso concreto, el alga realiza la fotosíntesis y le
proporciona alimento al hongo, mientras que éste proporciona un hábitat al alga, que por sí
sola es incapaz de vivir en el medio terrestre, y la protege. Otro caso de simbiosis se da
entre las bacterias Rhizobium y las leguminosas: la bacteria le proporciona N atmosférico y
la leguminosa le proporciona materia orgánica a la bacteria tras realizar la fotosíntesis.
Un ejemplo de mutualismo son los bueyes y las garzas, que viven separados, pero se
aprovechan uno del otro; las garzas se alimentan de los insectos que tiene el buey por el
cuerpo, y éste queda libre de ellos.
3.4.- Comensalismo.
Asociación interespecífica en la que uno de los organismos sale beneficiado y el
otro no sale ni beneficiado ni perjudicado. Ej.- el tiburón y la rémora, la cual lo utiliza
para desplazarse; el pájaro carpintero y el hueco del árbol en el que se hospeda; el
cangrejo ermitaño usa una concha de caracol muerto para protegerse.
3.5.- Competencia y nicho ecológico.
La competencia es una relación entre individuos de una o más especies que al
utilizar un mismo recurso (alimento o territorio) no pueden coexistir. Esta relación entre
individuos de la misma especie se llama intraespecífica (crecimiento de árboles juntos), y
entre individuos de especies diferentes, interespecífica (ovejas y cabras viviendo en la
misma zona, lobos y zorros viviendo en el mismo lugar y teniendo que cazar lo mismo).
Siempre es más dura la competencia intraespecífica, pues consiste en una lucha por
requerimientos idénticos, por lo que al final sólo sobreviven los individuos mejor dotados
(selección natural). La competencia interespecífica contribuye a la organización de los
ecosistemas, pues la especie mejor adaptada conseguirá el objetivo deseado, expulsando a
las demás especies (principio de exclusión competitiva).
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En el diagrama causal superior se presenta una competencia interespecífica por el
alimento. Es un modelo de dos depredadores compitiendo por una misma presa, y así los
encuentros de uno de ellos dificultan los del otro, de manera que con el tiempo una de las
dos va a desaparecer. Existen dos bucles de retroalimentación negativos desde los
encuentros hasta la presa común. Sumando ambos, el resultado es un bucle de
retroalimentación positiva en forma de “8” que provoca la inestabilidad del sistema,
desapareciendo la especie más perjudicad en esa relación.
Si apareciera un nuevo depredador que atacara a la especie competitivamente
superior, puede que se atenuase la competencia y podrían coexistir ambas especies.
El nicho ecológico es el oficio de una especie en el ecosistema. Dicho de otra
manera, es el conjunto de circunstancias (relacionadas con el ambiente), de conexiones
tróficas (alimenticias) y de funciones ecológicas que definen el papel desempeñado por
una especie en el ecosistema.
No hay que confundirlo con el hábitat: lugar donde vive una especie. Por ejemplo:
el hábitat de las garzas es el pantano, mientras que su nicho incluye el tipo de viviendas de
las garzas, el lugar de anidación, la época de celo, la forma de alimentación, etc. Cada
especie de garza tiene un nicho ecológico distinto del resto de garzas con las que puede
compartir hábitat.
Existen dos tipos de nicho:
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a) Nicho potencial, ideal o fisiológico. Es aquel que satisface todas las necesidades de una
determinada especie. Es prácticamente imposible de alcanzar en el medio natural; si acaso
podría conseguirse en el laboratorio.
b) Nicho ecológico o real. Es el ocupado por una especie en condiciones naturales. En caso
de que exista competencia, las especies perderán parte o la totalidad de su nicho si hay
solapamiento entre una y otra, y la ganadora será la especie que mejor adaptada esté, la
más especializada.
4.- BIODIVERSIDAD.
La Biodiversidad se define como la riqueza o variedad de las especies de un
ecosistema y la abundancia relativa de los individuos de cada especie.
Cuanta mayor sea la biodiversidad de un ecosistema, más estable será este.
Tras la Conferencia de Río de Janeiro de 1992, se engloban en el término de
biodiversidad tres conceptos:

Variedad de especies que hay en la Tierra y nº de individuos de cada especie.

Diversidad de ecosistemas en la Tierra (terrestres y acuáticos.)

Diversidad genética de especies. Los genes se enriquecen en los cruzamientos y
adaptaciones.
Actualmente, la biodiversidad está en su punto máximo. Esto es muy importante, puesto
que a partir de ella se extraen numerosos recursos farmacéuticos.
4.1.- Causas de la pérdida de biodiversidad.
La biodiversidad sufre altibajos y cambios; cuando las condiciones del medio cambian
bruscamente, algunas especies se extinguen (sobre todo las k estrategas, pues sus límites
de tolerancia son más estrechos). Se calcula que cada 500 - 1.000 años se extingue una
especie. La biodiversidad se ve amenazada por:

La sobreexplotación de ecosistemas.

La contaminación.

Los intereses económicos.

La deforestación.

El pastoreo excesivo (sobrepastoreo).

La destrucción de hábitats.
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
La caza masiva, el coleccionismo de especies, la venta de mascotas, la introducción
de especies no autóctonas.

La industria, las infraestructuras y demás cambios en los usos del suelo.

La extracción de aguas.

La manipulación genética.
4.2.- Medidas para evitar la pérdida de biodiversidad.
Para preservar la biodiversidad hay que seguir una política basada en el desarrollo
sostenible. Existe un “Convenio sobre Diversidad Biológica” firmado en Río de Janeiro en
1992 y que entró en vigor en 1993, por el cual los países firmantes se comprometen a
conservar la diversidad genética (los “genes silvestres”), ya que sin ellos muchos cultivos
pueden desaparecer dada la selección artificial de las semillas.
Las medidas más adecuadas para evitar la pérdida de la Biodiversidad son:
a) Establecer una serie de espacios protegidos, como Parques Nacionales, Parques
Naturales y Reservas de la Biosfera.
b) Realizar estudios sobre el estado de los ecosistemas, como indicadores PER (presión,
estado, respuesta). Los más empleados son: Huella ecológica e Índice del planeta viviente.
c) Decretar y respetar las leyes promulgadas específicamente para preservar las especies
y los ecosistemas. Por ej.- en el Convenio CITES (Convenio Internacional de Especies en
Peligro) de la ONU se elaboró una lista con la prohibición de comerciar con más de 800
especies que se hallan en peligro de extinción, e incluye otras 29.000 especies amenazadas.
d) Creación de bancos de genes y semillas que garanticen la supervivencia de las especies
amenazadas hasta que puedan ser utilizadas.
e) Fomento del ecoturismo o turismo ecológico, que fomenta la conservación de la
Naturaleza.
5.- SUCESIÓN ECOLÓGICA Y CONCEPTO DE MADUREZ.
La sucesión ecológica es el conjunto de cambios que se producen en los ecosistemas
a lo largo del tiempo. Ej.- un campo abandonado que se llena de maleza, si lo dejamos mucho
más tiempo, ahí acabará formándose un bosque.
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La madurez ecológica es el estado en el que se encuentra un ecosistema en un
momento dado del proceso de sucesión ecológica. Dicho proceso comienza con unos estadios
poco maduros, en los que una comunidad sencilla y poco exigente coloniza un territorio sin
explotar, y poco a poco se van dando estadios más avanzados y maduros de comunidades
más organizadas. El último nivel de complejidad se denomina comunidad clímax y representa
el grado de máxima madurez al que tienden todos los ecosistemas.
Los ecosistemas pueden sufrir un proceso inverso a la sucesión que se conoce como
regresión o involución (rejuvenecimiento), que es como una vuelta atrás. Ej.- una zona
cubierta por la lava procedente de una erupción volcánica, por una catástrofe climática o
por causa humana (tala, siega, etc.)
5.1.- Tipos de sucesiones.
 Sucesión primaria, si la sucesión parte de
un terreno virgen como rocas, dunas o islas
volcánicas.
 Sucesión secundaria, si la sucesión parte
de un terreno en el que hubo un ecosistema
que sufrió una regresión a causa de una
perturbación, pero que conserva parcial o
totalmente
el
suelo.
Ej.-
un
bosque
incendiado.
5.2.- Reglas generales en las sucesiones.
A medida que transcurren las sucesiones se producen una serie de cambios, que son:

Aumento de la diversidad: existe un gran número de especies diferentes.
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
Aumento de la estabilidad. Las relaciones entre las especies de la comunidad son
fuertes, existiendo múltiples circuitos y retroalimentaciones que contribuyen a la
estabilidad del ecosistema.

Cambio de unas especies por otras. Las especies r estrategas, generalistas, van
dando paso a las k estrategas, más especialistas.

Aumento en el número de nichos ecológicos, pues cuando hay competencia, las
especies r son expulsadas por las k, que ocupan sus nichos, por lo que al final hay
una especie para cada nicho y un aumento en el número total de ellos.

Evolución de los parámetros tróficos. La productividad decrece con la madurez. La
comunidad clímax es el estado de máxima biomasa y mínima tasa de renovación.
6.- REGRESIONES PROVOCADAS POR LA HUMANIDAD.
El hombre interrumpe la capacidad de autorregulación de los ecosistemas debido a
su explotación de los mismos. Los impactos sobre los ecosistemas son:
6.1.- Deforestación (tala de árboles).
El daño causado por la tala y la quema de árboles depende de la intensidad con que
ésta se produzca y del tipo y estado del suelo.
Los bosques templados mantienen el suelo fértil y es posible su recuperación tras la
deforestación. En los bosques tropicales, al reciclarse rápidamente la materia orgánica, no
queda casi nada en el suelo, por lo que la deforestación masiva conduce al empobrecimiento
total, se forman suelos lateríticos, y la recuperación es muy lenta o no existe.
6.2.- Incendios.
El fuego era un factor ambiental natural, sobre todo en ecosistemas templados,
pues controlaba el crecimiento de la vegetación. Tras un incendio pueden establecerse en la
zona especies pirófilas, como pinares y jarales, pero el humus es destruido, dejando al
suelo expuesto a la erosión. El inconveniente del establecimiento de especies pirófilas es
que no dejan regenerarse a los encinares y robledales autóctonos, disminuyendo por tanto
la biodiversidad.
La longitud de la sucesión dependerá pues de la magnitud del incendio, del estado
del suelo y de la existencia de semillas resistentes.
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6.3.- Introducción de nuevas especies.
Uno de los casos más sonoros fue la introducción de conejos en Australia por los
ingleses, que eran muy voraces y acabaron con la hierba, por lo que los canguros autóctonos
se quedan sin alimento. Además, los conejos resisten plagas y se reproducen muy rápido,
por lo que este problema tiene difícil solución.
En España se han introducido el cangrejo americano, el mejillón cebra, la perca, el
lucio, el visón americano, etc.
7.- PRINCIPALES BIOMAS TERRESTRES.
Un bioma es un ecosistema que se desarrolla sobre una gran extensión de la
superficie del planeta, pudiendo ser terrestre o acuático. Podría decirse también que se
trata de una formación biogeográfica, junto con los organismos que viven en ella.
Un bioma terrestre se caracteriza sobre todo por el clima, la vegetación y la fauna
que posee. Los principales biomas terrestres son: el bosque tropical, la sabana, el
desierto, el bosque mediterráneo, la estepa, el bosque templado, la taiga y la tundra.
En cuanto a los biomas acuáticos encontramos: el medio marino (bentos, plancton y
necton), el medio continental de aguas tranquilas (lagos y pantanos) y el medio continental
de aguas en movimiento (ríos).
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La distribución de los biomas según el clima depende mucho de la latitud y altitud.
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CTMA.TEMA 5.- ORGANIZACIÓN Y

Ciencias de la Tierra y el Medio ambiente

Ciencias de la Tierra y el Medio ambiente

Circulación de energíaFactor limitanteInvernadero naturalEcosistemaMedio ambienteEfecto invernaderoContaminación atmosféricaRecicladoProducción primariaCiclo del carbonoBiodiversidad