Manual de prácticas de laboratorio de ECOLOGÍA Actual
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UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR UNIVERSIDAD EN LÍNEA: MODALIDAD DISTANCIA FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y MATEMÁTICA LICENCIATURA EN ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS NATURALES Manual de prácticas de laboratorio de ECOLOGÍA GENERAL COORDINADOR DE CÁTEDRA: Licda. Delmy Lisseth Palacios de Alas COMPILADO Y ADAPTADO POR: Licda. Delmy Lisseth Palacios de Alas REVISADO POR: Licda. Claudia E. Santos INTRODUCCIÓN Se desarrollarán 4 prácticas de laboratorio relacionadas con los contenidos estudiados, cada una ponderación de 10%. Estas se realizarán según el calendario en las sedes habilitadas: Ahuachapán, Metapán, Zacatecoluca, Usulután, San Miguel, Sta. Rosa de Lima y Facultad de Ciencias Naturales y Matemática en San Salvador. Para cada práctica se le proporcionará una guía y el estudiante deberá elaborar y un reporte de cada jornada de laboratorio. Al final de cada práctica el estudiante elaborará un reporte de los resultados obtenidos en cada actividad, éste reporte se entregará al inicio de la práctica siguiente de laboratorio. *IMPORTANTE: No olvide acatar las instrucciones, antes de iniciar el trabajo de laboratorio, debe leer el documento: “Prácticas de laboratorio”. 1. Deberá leer previamente la práctica correspondiente. 2. Realizará la práctica de laboratorio correspondiente. 3. Deberá anotar sus resultados y conclusiones en su manual en el espacio designado para ello. 4. Al finalizar la práctica se analizarán y discutirán los resultados obtenidos. 6. En la siguiente jornada de laboratorio después de haber realizado la práctica, el alumno entregará su manual y/o cuaderno con sus respectivos resultados. UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y MATEMÁTICA UNIVERSIDAD EN LÍNEA: MODALIDAD DISTANCIA LICENCIATURA EN ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS NATURALES CICLO II-2019 RÚBRICAS DE EVALUACIÓN DE CUADERNO DE LABORATORIO O MANUAL (Se decidirá en consenso con los estudiantes y su tutor de laboratorio si se llevan ambos o sólo el manual de laboratorios). Esta nota corresponde al 0.5% de la práctica de cada jornada. ASPECTOS A EVALUAR PONDERACIÓN 1. Organización y apariencia del desarrollo de las actividades 25% 2. Respuestas completas en las actividades 25% 3. Procedimientos completos en las actividades 25% 4. Dibujos y/o esquemas de las actividades indicadas 25% Total: NOTA 100% DE ASISTENCIA y PARTICIPACIÓN a la práctica de laboratorio (Esta nota corresponde al 0.5% de la práctica de cada jornada): ASPECTO A EVALUAR PONDERACIÓN 1. Asistencia y presentación con su gabacha 25% 2. Integración al equipo y/o actividades 25% 3. Desempeño, participación e interés en las actividades 25% 4. Trae los materiales necesarios para desarrollar la práctica 25% Total: 100% NOTA UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES Y MATEMÁTICA UNIVERSIDAD EN LÍNEA: MODALIDAD DISTANCIA LICENCIATURA EN ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS NATURALES CICLO II-2019 PARA EL INGRESO AL LABORATORIO Y REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA EL ESTUDIANTE ESTRICTAMENTE DEBERÁ USAR: EN TODAS LAS OCASIONES: GABACHA PERSONAL COLOCADA ADECUADAMENTE (Cuando la actividad sea práctica) MANUAL DE PRÁCTICAS CUADERNO DE APUNTES O DE LABORATORIO (Según indicaciones de su tutor de laboratorio) MATERIAL SEGÚN LA PRÁCTICA PRÁCTICA No. 1. ECOSISTEMAS Y COMUNIDADES ECOLÓGICAS INTRODUCCIÓN: Ecosistema: es el sistema ecológico que comprende el conjunto de especies vivientes (biocenosis) de un área determinada que interactúan entre ellas, con su ambiente (biotopo). Constituye una unidad de organización en donde interactúan los organismos y se dan procesos como la depredación, el parasitismo, la competencia y la simbiosis; estableciendo un flujo de energía que conduce a una cadena trófica. Al desintegrarse los organismos vuelven a ser parte del ciclo de energía y de nutrientes. Las especies del ecosistema, incluyendo bacterias, hongos, plantas y animales dependen unas de otras. Se pueden distinguir dos tipos principales de interacciones: intraespecíficas e interespecíficas. Las interacciones intraespecíficas (intra-significa “dentro”), son las que ocurren entre los organismos de una misma especie. Por ejemplo, la competencia por alimento, espacio y apareamiento. Las interacciones entre especies diferentes se denominan interacciones interespecíficas, (inter- significa "entre"). Los diferentes tipos de interacciones tienen distintos efectos en los dos participantes, los cuales pueden ser positivos (+), negativos (-) o neutrales (0). Los principales tipos de interacciones interespecíficas son la competencia (-/-), la depredación (+/-), el mutualismo (+/+), el comensalismo (+/0), amensalismo (-/0) y el parasitismo (+/-). Para explicar la dinámica de las comunidades es necesario reconocer que entre las comunidades, la diversidad de especies es distinta. La biodiversidad es la variabilidad de organismos vivos de cualquier fuente, incluidos los ecosistemas terrestres, marinos y otros ecosistemas acuáticos además de los complejos ecológicos de los que forman parte; comprende la diversidad dentro de cada especie y entre las especies en los ecosistemas. Esta diversidad de especies toma en cuenta dos componentes: 1) El número de especies (riqueza) 2) la abundancia de cada una de las especies. La riqueza y abundancia de especies permite evaluar la estructura de la comunidad concibiéndola como la suma de sus partes. Comunidad: Es una organización de poblaciones mixtas de organismos que viven en una región determinada. Comprende los componentes bióticos del ecosistema y todas las relaciones establecidas entre ellos. Es una unidad ecológica conformada por conjuntos de poblaciones vegetales y animales que coexisten en el espacio. Para analizar un bosque o una comunidad vegetal cualquiera (bosque, pradera, matorral, estepa, etc.), es importante conocer su estructura. Este conocimiento consiste en una descripción detallada de la vegetación desde el punto de vista florístico, fisonómico y ecológico, que permite comparar con otras unidades vegetales similares, conocer su estado de conservación y tomar en última instancia las mejores opciones de manejo, ya sean silvícolas o conservacionistas según corresponda. La estructura de la vegetación puede ser definida como la organización en el espacio, de los individuos que componen un tipo de vegetación o comunidad vegetal. Por lo general, los bosques se caracterizan por su estructura particular, que puede ser muy variable entre diferentes tipos forestales. En un bosque podemos encontrar gran número de plantas con formas y tamaños distintos, algunas son altas, como los árboles de cedro; otras, pequeñas y frágiles, como el diente de león. La estratificación (Figura 1) se refiere a la distribución que presentan las plantas en los ecosistemas y está determinada por el tamaño y tipo de vida de los organismos. La comunidad presenta propiedades emergentes como: Figura 1. Estratificación típica de un bosque Estructura espacial: Es la distribución en el espacio tanto aéreo como subterráneo de las distintas poblaciones que conforman la comunidad. Está determinada por los requerimientos que tiene cada población en cuanto a los recursos y condiciones necesaria para su desarrollo. Estructura vertical: Indica el ordenamiento de la vegetación en estratos. En cada uno de ellos las condiciones ambientales y la disponibilidad de recursos son diferentes. Se considera de manera general el acomodo de las especies de arriba hacia abajo y está determinada por factores abióticos como la luz, el agua, la temperatura y el tipo de suelo en los ambientes terrestres; y en los acuáticos son varios los aspectos físicos que determinan la estratificación, principalmente la cantidad de luz, la temperatura, la profundidad, la densidad y el tipo de movimiento que presente el agua. En ambos casos terrestres y acuáticos, estos factores abióticos determinan el tipo de vegetación del lugar en ambientes terrestres o de fitoplancton en ambientes acuáticos, para analizar después como una consecuencia el tipo de animales que ahí se encuentren. Una manera de representar gráficamente la estructura de un bosque, es mediante un Perfil vertical, que se representa gráficamente mediante perfiles de vegetación que son diagramas a escala, de franjas de bosque, los cuales deben ser representativos del tipo de bosque estudiado. El perfil debe abarcar la longitud de la parcela determinada como área mínima y un ancho de aproximadamente la mitad de la parcela de área mínima (Figura 2). Figura 2. Perfil vertical de vegetación de un bosque estacional estudiado a 270 msnm. La altura es uno de los principales parámetros que se miden en una vegetación o una especie. Se mide de acuerdo al interés que se tenga y puede ser de forma cualitativa o cuantitativa. Generalmente, cuando se quiere una mayor precisión de medición de la altura se utiliza mayor tiempo y equipo especializado como el clinómetro Suunto, que es uno de los instrumentos diseñado para medir árboles; en cambio, cuando se estima sin tomar cierta precisión esta medición puede ser muy rápida como el método de medición utilizando un lápiz (Figura 3). 1. Colocarse a una distancia del árbol donde se pueda ver completo. 2. Extiende el brazo y haz que coincida la altura del lápiz con la del árbol. 3. Gira el brazo y dile a tu compañero de equipo que se sitúe donde ves el final de la punta del lápiz. 4. Mide la distancia de tu compañero hasta la base del árbol y esa medida es la equivalente a la altura del árbol. Figura 3. Pasos para la medición de altura de árboles con el método del lápiz. Estructura horizontal: Se representa por perfiles horizontales en un mapa o plano, a escala, que muestra la ubicación de los árboles en la parcela de muestreo. El ambiente físico no es homogéneo en toda su extensión. Las poblaciones se distribuyen espacialmente según sean sus requerimientos. En el cual muchas no logran ocupar el sitio óptimo y otras no logran permanecer. Se refiere a la organización de las poblaciones en anillos concéntricos, desde el límite exterior de la comunidad hacia el centro. Las diferencias en la vegetación son producidas principalmente por el clima y las condiciones locales; los cambios horizontales no empiezan y terminan en forma abrupta, en la mayor parte se mezclan las características de los límites de dos comunidades. Estructura trófica: es un concepto funcional. Dentro de esta estructura tiene lugar una parte del ciclo de Materia. Pueden ser de tipo trama, red o cadena. Dentro de las comunidades biológicas, la evaluación de los recursos forestales es la primera acción del área de interés, donde los parámetros evaluados darán la posibilidad de realizar una mejor toma de decisiones sobre su manejo, aprovechamiento, protección y fomento. Es indudable que conocer la cantidad, condición, distribución, ubicación y la dinámica de los recursos permite asegurar los juicios necesarios para la realización del manejo del área de conservación. OBJETIVOS: Identificar los componentes bióticos y abióticos de los ecosistemas en estudio. Reconocer algunos elementos del clima. Observar algunas interacciones en el ecosistema en estudio. Reconocer las características de las comunidades. Identificar los estratos de la estructura vertical del bosque en estudio. Comprender la importancia de la biodiversidad en las comunidades. Listar algunas acciones antropogénicas que causan impacto negativo en los ecosistemas en estudio. MATERIALES: Mapas, brújula, GPS (Si se tiene) Libreta de apuntes. Manual de prácticas. Cámara fotográfica (opcional). Cinta métrica. 4 estacas para delimitar cuadrante. Cordel o lazo delgado. Binoculares (opcional). Ropa adecuada para campo. Zapatos cerrados. DESARROLLO: ACTIVIDAD 1. COMPONENTES BIÓTICOS Y ABIÓTICOS DEL ECOSISTEMA. Recorrido en la zona de estudio: Durante el recorrido en los senderos observe, describa e identifique los factores abióticos y bióticos: Factores abióticos: (investigue estos datos previamente) 1.1. Ubicación geográfica (coordenadas). 1.2. Estado atmosférico o condiciones del clima Factores bióticos: 1.3. Realice un listado de los elementos bióticos del lugar en estudio. 1.4. Liste las interacciones observadas en el sitio de estudio. 1.5. Identifique cadenas tróficas con los organismos observados durante el recorrido ACTIVIDAD 2. COMUNIDADES ECOLÓGICAS. 2.1. Identifique la estructura vertical (Estratos: arbóreo y arbustivo) 2.2 En un espacio de un metro cuadrado (m2) observe diversas especies vegetales (malezas, arbustos, árboles) y animales (vertebrados e invertebrados) organismos descomponedores, etc) Aplicando el método del cuadrado efectué lo siguiente: a) 4 cuadrados de 1 m2 (herbácea) b) 4 cuadrados de 25 m2 (arbustiva) c) 4 cuadrados de 100 m2 (arbórea) 2.3 Realice un listado de las especies de flora y fauna que observe en el cuadrante, separándolas en sus respectivos grupos taxonómicos (Cuadros adjuntos). 2.4 Determine la riqueza específica por cada grupo. Nota: estos datos los procesaran en la tutoría de laboratorio 2 utilizando índices de diversidad. Comunidades vegetales (árboles) Familia Nombre científico Riqueza específica: _____________ Nombre común Altura (m) DAP Comunidades animales Grupo taxonómico Nombre Científico Nombre común Observaciones Riqueza específica: ___________ ACTIVIDAD 3. INTERACCIONES Elabore un cuadro indicando algunas interacciones (Intraespecíficas e interespecíficas), que se dan con algunas especies o poblaciones presentes. Describiendo porqué se considera de ese tipo de interacción. Especie A Especie B Tipo de interacción ACTIVIDAD 4. PERFIL VERTICAL Delimite la zona de acuerdo a las instrucciones recibidas y efectué un Perfil vertical. 4.1. Trace un transecto de 10x2 m. 4.2. Identifique las especies vegetales arbóreas y arbustivas. 4.3. Registrar las alturas de la vegetación de los dos estratos. 4.4. Esquematizar en terreno la forma de los troncos y copas de los árboles en estudio. 4.5. Posteriormente registre en papel milimetrado la altura y las especies de la vegetación arbórea y arbustiva. 4.6. Sobre la base de los datos y esquemas del terreno, se debe realizar en el laboratorio un dibujo del perfil vertical del bosque. Con este esquema se obtiene una idea clara de la estratificación de la comunidad. ACTIVIDAD 5: Investigue lo siguiente en fuentes oficiales actualizadas: 6.1 ¿Cuál es la importancia ecológica de estas comunidades naturales? 6.2 ¿A qué instituciones les compete la protección de esta Área? 6.3 Impactos por tala ilegal. ¿Qué especies vegetales son más afectadas? 6.4 Especies en peligro de extinción en esta área. 6.5 ¿Cuáles son las especies animales y plantas dominantes en el área de estudio? 6.6 ¿Qué actividades de Educación Ambiental realizan en este lugar? 6.7 Leyes Ambientales importantes para la protección y conservación de estos ecosistemas. PRÁCTICA No. 2. APLICACIÓN DE ÍNDICES ECOLÓGICOS La riqueza y abundancia de especies permite evaluar la estructura de la comunidad concibiéndola como la suma de sus partes. En esta práctica procesará los datos de la práctica anterior OBJETIVOS: Identificar los componentes bióticos y abióticos de los ecosistemas en estudio. Reconocer los elementos del clima. Materiales: Google maps. Google Earth Computadora para trabajar en Excel Libreta o cuaderno de sus apuntes de práctica Índices ecológicos: Índice de similitud de Sorensen Ks = 2c a=número de especies presentes en comunidad 1 b=número de especies presenten en comunidad 2 x 100 a+b Índice de similitud de Jaccard c=número de comunidades especies presentes en ambas a=número de especies presentes en comunidad 1 b=número de especies presenten en comunidad 2 c=número de comunidades Índice de Valor de Importancia (IVI) especies presentes en ambas PRACTICA No. 3 ECOSISTEMAS Y NIVELES TROFICOS INTRODUCCIÓN Un ecosistema es un sistema formado por un conjunto de seres vivos que se relacionan entre sí y con el medio en que viven. Existen grandes y pequeños ecosistemas y a su vez un ecosistema puede tener en su seno otros ecosistemas menores, por ejemplo: el bosque de Montecristo es un ecosistema; también una charca o un río. Todo ecosistema se compone de dos partes: la biocenosis y el biotopo. La biocenosis, también llamada comunidad, son los seres vivos. El biotopo es el medio físico/químico con sus características (relieve, suelo, clima, etc.). Los cambios en los ecosistemas son diversos y complejos. La transferencia de energía de los alimentos en los distintos niveles tróficos, desde las plantas y otros organismos fotosintéticos a los herbívoros, carnívoros y, por último, a los descomponedores, se conoce como cadena alimentaria; estas indican en qué dirección va el flujo de energía dentro del componente biótico de un ecosistema. Una cadena alimentaria indica quien come a quien, dentro de un ecosistema donde se busca un representante de cada nivel trófico que se alimenta de otro. Las cadenas alimentarias pueden ser terrestres y/o acuáticas. Los seres vivos de un ecosistema se alimentan unos de otros y forman cadenas de alimentación o cadenas tróficas. Por ejemplo: los saltamontes se alimentan de hierba, los saltamontes son comidos por los sapos, los sapos son comidos por las culebras, las culebras son consumidas por un gavilán y estos al morir son consumidos por los zopes o descompuestos por hongos y bacterias. El conjunto decadenas tróficas conforman las redes tróficas. En todo ecosistema distinguiremos los siguientes niveles tróficos: 1. Los productores: organismos autótrofos capaces de alimentarse a partir de sustancias inorgánicas y de luz solar. Se les llama productores porque producen materia orgánica e introducen energía al ecosistema. 2. Los consumidores. Se alimentan de vegetales o de otros animales. En el primer caso se les llama consumidores primarios o herbívoros y en el segundo se les denomina consumidores secundarios (carnívoros o depredadores). Si se alimentan de consumidores primarios, consumidores secundarios y consumidores terciarios (superdepredadores) y así sucesivamente. 3. Los descomponedores: los hongos y las bacterias que transforman la materia orgánica de los excrementos, restos y cadáveres, y la devuelven al medio como materia inorgánica. Estos organismos se pueden encontrar descomponiendo a cualquier nivel trófico. OBJETIVOS Reconocer los diferentes niveles tróficos que se dan en un ecosistema Determinar el nicho ecológico de los diferentes niveles tróficos Ejemplificar el flujo energético en una cadena y una red trófica. Comprender las etapas de la sucesión ecológica. MATERIALES Lápiz, Cuaderno de laboratorio, plumones, 3 bollos de lana de diferentes colores Cartulina, Tirro, Tijera. Papel bond de colores DESARROLLO ACTIVIDAD 1. ECOSISTEMAS En un ecosistema encontramos variedad de especies interrelacionándose, formando así cadenas y redes alimenticias. a) De las opciones de organismos que se le presentan en el primer cuadro, separe los organismos de acuerdo al nivel trófico que cumpla en un ecosistema, y complete el segundo cuadro. Consumidores Productores Descomponedores Primarios Secundarios Terciarios Cuaternarios ACTIVIDAD 2: CADENAS TRÓFICAS a) Construye una cadena trófica con los siguientes organismos: ratón, maíz, serpiente. Productor Consumidor primario Consumidor secundario b) Construye una cadena trófica con los siguientes organismos e indica en la parte superior el nivel trófico al que pertenecen: bacterias, chapulín, águila, hierba, rana. Productor Consumidor primario hervívoro Consumidor secundario depredador Consumidor terciario superdepredador Descomponedor c) Construye una pirámide de número con datos hipotéticos ACTIVIDAD 3: RED TRÓFICA. En la zona verde, observe e identifique los organismos que estén conformando una red trófica. Esquematice y nomine cada uno de los organismos. Con respecto a la información recopilada liste cada organismo según su nivel trófico y relacione su nicho ecológico. Conteste las siguientes interrogantes: ¿Qué organismos encontró como productores? ¿Qué organismos encontró como consumidores primarios, secundarios y terciarios? ¿Qué organismos descomponedores observó? ACTIVIDAD 4: SOCIODRAMA DE UNA RED TRÓFICA Haciendo uso de mucha creatividad represente y socialice con sus compañeros de la sección una red trófica de un ecosistema terrestre. Para ello, en papel bond de colores rotule los nombres de los diferentes organismos que participaran de la red trófica. Luego, el relator explicará lo que sucedería en el ecosistema. ACTIVIDAD 5. SUCESIONES ECOLÓGICAS Algunas perturbaciones producen cambios notorios en la composición y estructura de los ecosistemas. En estos casos se desmantela toda la vegetación existente en la zona. El área perturbada puede ser colonizada por múltiples especies, que son sustituidas gradualmente por otras que, a su vez, también son reemplazadas por otras especies; este proceso se denomina sucesión ecológica. Las sucesiones ecológicas son, por tanto, una secuencia de ocurrencia de distintas comunidades en la cual cada comunidad prepara el “camino” para la siguiente comunidad. ETAPAS DE UNA SUCESIÓN ECOLÓGICA: Todas las comunidades que intervienen en una sucesión ecológica reciben el nombre de sere y cada comunidad el nombre de estado seral. Los biomas o ecosistemas que se encuentran en su fase seral final son llamadas comunidades climax. A medida que avanza una sucesión ecológica se observan una serie de cambios o tendencias generales: Aumento progresivo de la biomasa: Al principio no hay limitación de los recursos disponibles, la producción es muy alta, por lo que se produce un aumento progresivo hasta las etapas finales. Finalmente la fotosíntesis iguala a la respiración, excepto cuando se retira la biomasa (cultivo), o se seca la hierba. En estos casos nunca se llegará a la etapa clímax. Disminución de la productividad: A más evolución, menos tasa de renovación Aumento de la biodiversidad: Tanto en riqueza específica como en diversidad específica. En general las “r estrategias” son sustituidas por las “k estrategias”. Aumento de los nichos ecológicos: Se produce un mayor aprovechamiento y el ecosistema se vuelve más complejo. Aumento de la estabilidad: Se establecen relaciones entre las especies, con múltiples retroalimentaciones, que contribuyen a la estabilidad. Disminución del flujo energético que recorre el ecosistema: Finalmente la energía pasa por muchos organismos por lo que se producen más pérdidas, el reciclado se produce instantáneamente por lo que la materia apenas tiene tiempo de estar en el medio antes de volver a ser capturada. Clasificación de las sucesiones ecológicas terrestres: Dependiendo del lugar donde se estén desarrollando las sucesiones ecológicas o del proceso que estén generando pueden clasificarse de diversas maneras Sucesiones primarias: La sucesión primaria es aquella que comienza en roca desnuda, generalmente después de la erupción de un volcán y para ser primaria, su característica principal es que no exista otro sustrato además de roca en el sitio. En un primer momento la roca es erosionada por factores como el agua, viento, temperatura y lluvia, luego los líquenes llegan y colonizan la superficie de roca desnuda y liberan ácidos que degradan la roca para comenzar la formación del suelo, luego los musgos y los helechos colonizan el sitio y continúan degradando la roca, cuando el suelo se ha formado llegan plantas que tienen periodos de vida más largos y finalmente son sustituidas por arbustos y estas a su vez por árboles. Sucesiones secundarias: Ocurren en regiones que han sido perturbadas ya sea por deslaves, incendios y terremotos. El primer estado seral llamado comunidad pionera está compuesto por plantas que son resistentes a condiciones extremas de sol y concentraciones bajas de humedad y nutrientes. Estas preparan el sustrato para que sea colonizado por plantas nativas que tienen periodos de vida más largos como algunos arbustos y árboles de gran tamaño. Sucesión ecológica acuática: Los lagos sufren un gradual enriquecimiento de nutrientes que produce una sucesión acuática denominada eutrofización. Se propuso un sistema de clasificación de los lagos basado en la riqueza de nutrientes: los oligotróficos, mesotróficos y eutróficos. La secuencia desde oligotrófico a eutrófico va desde condiciones con pobreza de nutrientes a situaciones de gran abundancia de nutrientes. En cualquier lago suficientemente grande, todas las etapas estarán representadas, desde las aguas del fondo, oligotróficas, hasta las etapas eutróficas de las orillas y marjales. Durante el avance de la sucesión en los lagos, el ecosistema se va enriqueciendo progresivamente de nutrientes, produciendo un aumento de la productividad primaria. Los lagos se pueden dividir en varias clases o categorías según su producción primaria neta. Producciones extraordinariamente intensas son propias de ecosistemas acuáticos que reciben entradas de nutrientes procedentes de la actividad humana. La sedimentación va gradualmente disminuyendo la profundidad del lago, y el lago se convierte en una laguna con vegetación sumergida en el interior, vegetación flotante en las zonas más someras y con un cinturón de vegetación halofítica en las orillas. La laguna, con el tiempo, se convierte en una marisma en la que domina la vegetación de vasculares acuáticas emergentes. La marisma se irá colonizando de plantas terrestres de las zonas vecinas a medida que vaya progresando el proceso de sedimentación y se llegue a la formación de un suelo sin agua. Sin embargo, hay que remarcar que esta progresión está idealizada y que muchos lagos pueden estar detenidos durante milenios en una fase oligotrófica. En la siguiente ilustración indique que tipo de sucesión ecológica se presenta y realice la descripción correspondiente en cada etapa. 1 Etapa 1 2 3 4 5 6 2 3 Descripción 4 5 6 Preguntas de repaso: 1. Tipo de sucesión de la ilustración 2. Menciona dos comunidades clímax y subclímax. ¿Cómo difieren? PRÁCTICA No. 4. TIPOS DE COMUNIDADES ECOLÓGICAS, COMUNIDADES ACUÁTICAS Y SUS FACTORES BIÓTICO S Y ABIÓ TICOS INTRODUCCIÓN Los ecosistemas acuáticos se clasifican primordialmente con base en factores abióticos, y la forma principal de categorización es por la concentración de sales disueltas. Por esta razón, los ecosistemas acuáticos entran dentro de dos categorías principales: ecosistemas de agua dulce y ecosistemas agua salada. Estas categorías se dividen a su vez en una cantidad de tipos de ecosistemas basados en el sustrato, la profundidad, la corriente de agua y en el tipo de organismos dominantes (generalmente vegetales) (Smith & Smith 2007). Los ecólogos subdividen los sistemas marinos en dos grandes categorías: sistemas costeros y de aguas abiertas. Los ecosistemas de agua dulce se clasifican en base a la profundidad y a la corriente del agua. Las aguas corrientes en ecosistemas lóticos, que incluyen ríos y arroyos. Las aguas quietas, en ecosistemas lénticos, estos incluyen estanques, lagos y humedales del interior (Smith & Smith 2007). La concentración de sales disueltas en un cuerpo de agua, afecta los tipos de organismos presentes en los ecosistemas acuáticos, así como lo hace la cantidad de oxígeno disuelto. El agua interfiere en gran medida con la penetración de la luz, de modo que los organismos acuáticos flotantes que realizan la función fotosintética permanecen cerca de la superficie del agua y la vegetación sujeta al fondo crece solo en aguas poco profundas. Además, los bajos niveles de minerales esenciales a menudo limitan el número y la distribución de los organismos en ciertos ambientes acuáticos. Otros determinantes abióticos de la composición de especies en ecosistemas acuáticos incluyen: profundidad del agua, temperatura, pH, presencia o ausencia de corrientes de agua, olas, y la presión (Solomon 2013). Los lagos presentan zonas de vida que corresponden a profundidades específicas. Fig. 1. Zonación de un ecosistema léntico. Zonas de vida lacustre: un lago “típico” tiene tres zonas de vida: una zona litoral próxima a la ribera con plantas de raíz, una zona limnética de aguas abiertas y una zona profunda y oscura. Los peces nadan por todas ellas. Fuente de imagen: http://www.jmarcano.com/nociones/fresh2.htm En el caso de los ríos se distinguen tres cursos o cuencas topográficas: Cuenca alta: esta es la región más alta y de origen de donde nace un rio, las corrientes de agua son muy fuertes, puede existir arrastres de materiales, pero muy poco sedimento se retiene en este punto, el fitoplancton es escaso y el agua es clara y fría (Audesirk 2008). Las algas se adhieren a las rocas en el lecho de la corriente, donde las larvas de insectos encuentran alimento y refugio (Audesirk 2008). La turbulencia mantiene las corrientes provenientes de las montañas bien oxigenadas, por lo que constituyen un hogar adecuado para las truchas que se alimentan de insectos (Audesirk 2008). Cuenca media: a medida que va descendiendo las aguas corrientes a menores alturas, en la región de transición, emergen pequeñas corrientes laterales o subafluentes, formando corrientes más anchas y que se desplazan más lentamente, así como pequeños ríos (Audesirk 2008). El agua se calienta ligeramente y se incorpora más sedimento, lo que provee nutrimentos que permiten que las plantas acuáticas, las algas y el fitoplancton proliferen. Peces como la lubina negra, la perca azul y el bagre de canal (que requieren menos oxigeno que las truchas) viven aquí (Audesirk 2008). Cuenca baja: conforme la topografía se vuelve más baja y plana, el rio se calienta, se ensancha y se vuelve lento y sinuoso. Corrientes laterales transportan sedimentos, ricos en nutrimentos y los depositan en el lecho del rio. El agua se vuelve turbia con sedimentos y densas poblaciones de fitoplancton. Las bacterias descomponedoras agotan el oxígeno en el agua más profunda, pero las carpas y los bagres aún pueden prosperar donde el oxígeno es relativamente escaso. Conforme el rio se aproxima a la desembocadura, la tierra se aplana, la rapidez de la corriente disminuye y los sedimentos se depositan. Esto interrumpe el flujo del rio, descomponiéndolo en pequeños canales en medio de sedimentos ricos en nutrimentos y finalmente el rio desembocan en el mar. El agua del rio se mezcla con la del mar originando a los estuarios (Audesirk 2008). Fig. 2. Características de un río típico. Ecosistemas Fluviales Ecosistemas Fluviales presentan una estructuración horizontal o longitudinal fundamentalmente. Se debe a una separación física de los tramos alto, medio y bajo de los cursos de agua, en los cuales los fenómenos de erosión, transporte y sedimentación, junto a la velocidad de la corriente y la profundidad determinan características propias de estos medios. Así como los lagos muestran estratificación y zonación, también lo hacen los mares. El océano tiene dos divisiones principales: Zona pelágica: masa total de agua. Esta subdividida en dos áreas: la nerítica, agua que yace sobre la plataforma continental y la oceánica, de aguas abiertas (Smith & Smith 2007). Zona bentónica: zona del fondo, sustrato. Se divide y desciende desde la costa en litoral, batial, abisal y hadal (Smith & Smith 2007). En la zona de intermareas, área que el agua cubre y deja descubierto alternativamente al subir y bajar la marea, y la zona costera, área relativamente poco profunda, pero siempre sumergida (estratificación de la zona nerítica y zona bentónica) podemos encontrar gusanos anélidos, anemonas de mar, dólar de arena, pepinos de mar, medusas, erizos de mar, estrellas de mar, mejillones, caracoles, peces, nutrias marinas, cangrejos, algas como el fucus, quelpos, algas verdes, algas rojas, entre otras especies adaptadas a este tipo de hábitat. (Audesirk 2008). Debido a que las condiciones cambian con la profundidad, la zona pelágica se divide en una cantidad de capas o zonas verticales diferentes (Smith & Smith 2007) Fig. 4. Distribución de las especies en las diferentes zonas del océano. Fig. 5. Zonas biogeográficas profundas de los océanos. OBJETIVOS: 1. Conocer los tipos de ecosistemas acuáticos. 2. Conocer los factores bióticos y abióticos en un ecosistema acuático lótico. 3. Reconocer y describir las zonas oceánicas de los ecosistemas acuáticos marino. 4. Identificar las especies de peces marinos que forman parte del necton y de importancia comercial en las distintas zonas oceánicas. Actividad 1. Conociendo ecosistemas acuáticos A.1.1. En este laboratorio virtual, conocerá distintos tipos de ecosistemas acuáticos. Procedimiento: 1. Visite la siguiente dirección electrónica: http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/2esobiologia/2quincena12/2quincena12_contenidos _2a.htm 2. 3. 4. Haga clic con el mouse en los botones interactivos. Descubre lo que explica cada botón interactivo. Visite la siguiente dirección electrónica: http://www3.gobiernodecanarias.org/medusa/contenidosdigitales/programasflash/Co nocimiento/Geografia/cuenca.swf 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Haga clic con el mouse en los botones interactivos. Descubre lo que explica cada botón interactivo. ¿Cómo se clasifican los ecosistemas acuáticos? ¿Qué diferencia un ecosistema acuático léntico de uno lótico? ¿Qué es un meandro? ¿Por qué son importantes los ecosistemas acuáticos? ¿Cuál es el ecosistema acuático lótico más importante de tu país? Actividad 2. Factores bióticos y abióticos de un ecosistema lótico. A.2.1. En este laboratorio virtual, identificará las especies de peces presentes en los 3 ríos, y examinará en cuál existe una mayor riqueza de especies. Procedimiento: 1. Visite la siguiente dirección electrónica: http://www.glencoe.com/sites/common_assets/science/virtual_labs/CT03/CT03.html 2. Seleccione haciendo clic con el mouse en el río 1. 3. Haga clic en la red para atrapar un pez del río. 4. Haga clic en el termómetro para evaluar la temperatura del rio 5. Observe en la parte superior de la pantalla para conocer los resultados de laboratorio de identificación de espécimen y medición de temperatura. 6. Haga clic en la pestaña “Peces” para obtener información acerca de cada especie 7. Registre los resultados en la tabla 1 y 2. 8. Haga clic en “Map” para ir a la pantalla mapa y seleccione otro rio. Repita los pasos 2-8 para cada sitio. TABLA 1. Registro de datos de inventario de peces en el rio 1, 2 y 3 Río 1 Especie Total Río 2 Río 3 TABLA 2. Registro de temperatura en el río 1, 2 y 3. Río Temperatura (F°) 1. ¿Algún río presentó mayor riqueza de especies? 2. ¿Cuál río presentó mayor temperatura? 3. ¿Porque los bagres (Catfish) se pueden encontrar en ríos contaminados? 4. Los tres ríos que se muestrearon ¿a qué altura de cuenca se encontraban? ¿Eso afectaría la dominancia de ciertas especies de organismos en el ecosistema y a la cadena trófica? Actividad 3. Factores bióticos y abióticos de un ecosistema marino. A.3.1. En este laboratorio virtual, evaluará los parámetros abióticos de un océano. Procedimiento: 1. Visite la siguiente dirección electrónica: http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material082/actividades/ecosistema_marino_biotop o/actividad.htm 2. 3. 4. 5. 6. Busque la animación 3.14-, modo interactivo, variación temperatura y % de oxígeno con profundidad (variación de temperatura-profundidad y temperatura-oxígeno). Haga clic en el controlador de sonda (controlador de datos abióticos) para bajar la sonda del barco. Haga clic en el medidor para obtener los resultados. Coloque los puntos en las coordenadas de las gráficas. Realice 5 mediciones para cada gráfico. A.3.2. En esta actividad virtual, reconocerá los factores bióticos y abióticos de un ecosistema marino a través de imágenes representativas. Procedimiento: 1. Observe las imágenes siguientes e identifique a que estrato oceánico o zona epipelágica representan, traslade la imagen a la celda correspondiente en la tabla 3 y complete la información correspondiente. TABLA 3. Tabla de descripciones No. Profundidad (m) Zona oceánica Imagen representativa Descripción A.3.3. En esta actividad virtual, conocerás las especies del necton marino de importancia comercial. Procedimiento: 1. Visite la siguiente dirección electrónica: https://964ccbc1-a-62cb3a1a-s-sites.googlegroups.com/site/bonitodelcantabrico/ecosistemasmarinos/ecosistems.jpg?attachauth=ANoY7cp2SgR8E0Wl3wc8eSiX7Nd5e5iD8IuMimAwtZnN3dycyVnpbQQvaFmt jXMhqCoV8oxOqC6LLzPHA83Y2ClKrrrxbB1lz8i8mFZ9Bdu6BjZqSJ9HLXV7l9brVX9go6CN00_7yi7ejzWJNXJPCChj3hiR6WsQ878ix428bLt-iRgloPQQLQK0Eq8Wo5hg8HwT8xNvffwMc-x5iFqaHtfOAKOxopgLcO7yylDvpM6H7utiKvR4NUqOWfMENJzg1qmEOeWQQb&attredirects=1 2. Observará está imagen: 2. Seleccione la imagen haciendo clic con el mouse para que la pueda visualizar de mayor tamaño. 3. Conozca estas especies de importancia comercial, e identifique a que zona oceánica pertenecen y registre los datos en la tabla 4 (se puede repetir la especie por tipo de zona). TABLA 4. Especies por zonación oceánica. Zonificación oceánica Especies 1. ¿En cuál zona encontró mayor cantidad de especies de importancia comercial? 2. ¿Es de transcendental importancia conocer sobre la zonificación del mar para ir a pescar en un buque pesquero? Bibliografía consultada Campbell, N.A. y J.B. Reece. 2007. Biología. 7ª Edición. Editorial Médica Panamericana. España. Curtis, H., S. Barnes, A. Schenek y A. Massarini. 2007. Biología. 7ª Edición. Editorial Médica Panamericana. México. Krebs, C.J. 1999. Ecological Methodology. 2a ed. Addison-Welsey Educational Publishers, Inc. EEUU. 620 p. Moreno, C. E. 2001. Métodos para medir la biodiversidad. M&T–Manuales y Tesis SEA, vol. 1. Zaragoza, 84 pp. Smith T. M. y R. L. Smith, 2007. Ecología. 6ª Edición. Editorial Pearson Educación. España. Solomon, E. P., Berg L. R., y Martin D. 2008. Biología. 8ª Edición. Editorial Thomson. USA. Solomon, E. P., Berg L. R., y Martin D. 2013. Biología. Cengage Learning Editores. México. Tomas M. Smith y Robert Leo Smith. Ecología. 2007. Pearson Educación, S.A. Barcelona. 6°edición. Barcelona. España. Gabriel Alfonso Roldán Pérez; John Jairo Ramírez Restrepo, 2008; Fundamentos de Limnología Neotropical 2 Edición. Editorial Universidad de Antioquia. Colombia. 329 págs. Disponible: https://books.google.com.sv/books?id=FA5Jr7pXF1UC&printsec=frontcover&dq=limnolog% C3%ADa&hl=es419&sa=X&ved=0ahUKEwjawYuxx7jcAhXDtlkKHQphALcQ6AEIJjAA#v=one page&q=limnolog%C3%ADa&f=false. Murray W. Nabors, 2006; Introducción a la Botánica, Pearson Educación, S. A., Madrid España, 744 págs. Audesirk; Gerald Audesirk; Bruce E. Byers, 2008; Biología Ciencia y Naturaleza 2 Edición, Pearson Educación, México, 712 págs. Martínez, Gutiérrez, Castillo, Orantes, Aparicio, Ávila; 2014. Material de Autoformación e Innovación Docente Ciencias Naturales Primera Edición, Versión Preliminar para Plan Piloto, Ministerio de Educación, Viceministerio de Ciencia y Tecnología, Gerencia de Educación en Ciencia, Tecnología e Innovación; Programa Cerrando la Brecha del Conocimiento, SubPrograma “Hacia la CYMA”.
