Organización Ecológica y Adaptaciones Biológicas

Organización Ecológica

• Una especie se define como un grupo de organismos capaces de cruzarse y producir descendencia fértil.
• Una población es un grupo de organismos de la misma especie que viven en la misma área al mismo tiempo.
• Una comunidad se compone de diferentes poblaciones que coexisten e interactúan en un área definida.
• El hábitat es el entorno o la ubicación normal donde vive una especie.
• Un ecosistema incluye una comunidad junto con su entorno, abarcando factores bióticos y abióticos.

Nicho Ecológico

• Es la función de un organismo dentro de un ecosistema.
• Cada especie tiene una función dentro de su ecosistema, como ser polinizador, depredador, carroñero, descomponedor o distribuidor.
• El nicho fundamental es el nicho potencial que una especie podría ocupar sin interacciones con otras especies.
• El nicho efectivo es el nicho real que una especie ocupa, considerando las interacciones con otras especies.

Adaptaciones Biológicas

• Son los cambios que modifican las características de un ser vivo para ayudar a su supervivencia y reproducción en un ambiente específico.

Tipos de Adaptaciones

• Morfológicas o Anatómicas: Cambios en la estructura externa que permiten a un organismo camuflarse, imitar a otros o adaptarse mejor al medio.
  • Camuflaje ayuda a ocultarse de depredadores o presas.
  • Mimetismo permite a un organismo parecerse a otro más peligroso.
• Fisiológicas: Alteraciones en la fisiología del cuerpo para resolver problemas ambientales, como la hibernación y la estivación.
• Etológicas o de Comportamiento: Modificaciones en el comportamiento para asegurar la reproducción, buscar alimento, defenderse o migrar.

Hábitat y Nicho Ecológico

• Están relacionados en el ecosistema.
• Especies diferentes pueden compartir el hábitat, pero es casi imposible que coincidan en el mismo nicho ecológico.
• Las cebras y las jirafas comparten el hábitat en la sabana africana, pero las cebras se alimentan de plantas bajas y las jirafas de ramas altas, indicando nichos ecológicos distintos.

Fases Biótica y Abiótica

• Fase Biótica: Incluye todos los factores vivos como plantas, peces, ranas, pájaros y microorganismos.
• Fase Abiótica: Incluye todos los factores no vivos como agua, luz solar, suelo y elementos químicos.

Factores o Condicionantes Ambientales

• La influencia del ambiente sobre los seres vivos es la suma de factores ambientales que determinan adaptaciones y distribución de especies.
• Factores Energéticos: La fuente de energía que los seres vivos utilizan para sus funciones, como la luz solar para fotosíntesis o la degradación de materia.
• Factores Climáticos: Regulan las condiciones climáticas generales, incluyendo luz solar, temperatura, viento y lluvia.
• Factores de Sustrato: La parte del biotopo donde los seres vivos desarrollan funciones vitales, como aire, suelo y agua.

Biodiversidad

• Se mide como la variedad de especies, alelos o comunidades en un ecosistema o biosfera.

Índice de Biodiversidad

• Es un parámetro que mide la riqueza de organismos en un lugar.
• Índice de Simpson: Mide la diversidad de una comunidad.
• Índice de Shannon: Cuantifica la variedad de especies y su abundancia relativa.
• Índice de Margalef: Indica la riqueza específica de un área, con valores que indican baja, media o alta biodiversidad.

Importancia de la Biodiversidad

• Es el resultado de millones de años de evolución y garantiza el funcionamiento correcto de los ecosistemas.
• Es esencial para la vida del planeta y provee bienes necesarios como alimento, oxígeno, materias primas y energía.

Propiedades de las Poblaciones Biológicas

• Tamaño de la Población (N): La cantidad de individuos en un área.
• Densidad Poblacional (D): Promedio de habitantes por unidad de superficie.
• Natalidad (n): La tasa de aparición de nuevos individuos por nacimiento, eclosión, germinación o división.
• Mortalidad (m): La tasa de desaparición por muerte de los individuos.
• Migraciones (M): Movimiento de individuos entre ecosistemas, ya sea emigración o inmigración.
• Potencial Biótico (pb): La máxima capacidad de reproducción en condiciones óptimas.
• Índice de Crecimiento (r): El cambio de la población con respecto al tiempo.
• Distribución: La forma en que los organismos se distribuyen en un área, ya sea uniforme, aleatoria o agrupada.
• Abundancia y Escasez: Los cambios en la disponibilidad de alimentos afectan el tamaño de la población.
• Capacidad de Carga Ambiental: La cantidad máxima de población que un ambiente puede sostener indefinidamente.

Relaciones Intraespecíficas

• Se establecen entre organismos de la misma especie.
  • Organización Social (+/+):
    • Familiares: Individuos emparentados que facilitan la procreación y cuidado de crías.
    • Colonial: Individuos unidos físicamente con reparto de tareas.
    • Gregarias: Conjuntos de individuos que viven en común durante cierto tiempo.
  • Estatales, Social o de Agrupamiento
    • Manada: Grupo de animales de ganado doméstico que andan juntos.
    • Cardumen: Concentración grande de peces que se desplazan juntos.
    • Rebaño: Grupo numeroso de animales de ganado que se crían juntos.
    • Bandada: Grupo numeroso de aves o insectos que vuelan juntos.

Relaciones Interespecíficas

• Se establecen entre individuos de especies diferentes.

Relaciones Antagónicas

• Depredación (+/-): Un organismo (depredador) se alimenta de otro (presa).
• Amensalismo (-,0): Una especie perjudica a otra sin obtener beneficio.
• Parasitismo (+/-): Un organismo (parásito) consume parte de otro (hospedador) causándole daño.
• Competencia (-/-): Lucha por recursos escasos entre diferentes especies.

Relaciones Simbióticas

• Mutualismo Obligatorio (+,+): Interacción obligatoria con beneficio mutuo.
• Mutualismo Facultativo (+,+): Relación no obligatoria con beneficio mutuo.
• Comensalismo (+,0): Una especie se beneficia y la otra no se ve afectada.
• Neutralismo (0/0): Ninguna especie se beneficia ni se perjudica.
• Inquilinismo (+,0): Una especie se refugia dentro o encima de otra.
• Mimetismo: Una especie imita a otra en apariencia o comportamiento.

Niveles Tróficos

• Productores (Autótrofos): Usan la energía del sol para producir alimento (glucosa), como las plantas.
• Consumidores (Heterótrofos): Se alimentan de otros organismos.
  • Primarios (Herbívoros): Se alimentan de vegetales, como jirafas y saltamontes.
  • Secundarios (Carnívoros): Se alimentan de herbívoros, como lobos y arañas.
  • Terciarios (Superdepredadores): Se alimentan de otros carnívoros, como hombres, tigres y leones.
  • Cuaternarios: Se alimentan de consumidores terciarios en ecosistemas raros y complejos.
• Descomponedores (Saprofitos): Desintegran la materia orgánica de organismos muertos, como hongos y bacterias.

Cadenas Alimenticias/Tróficas

• El paso de alimentos de un ser a otro al comer y ser comido y transfieren la energía solar a través de los organismos de un ecosistema.

Redes Tróficas

• Son la interconexión compleja de todas las cadenas alimentarias en un ecosistema.

Pirámides de Energía

• La energía pasa de un ser vivo a otro a través de las cadenas alimenticias.
• Una parte de la energía se utiliza o almacena y otra vuelve al ambiente en forma de calor.

Pirámides de Biomasa

• Muestran cuánta biomasa está presente en los organismos en cada nivel trófico.

Pirámides de Números

• Representan el número de individuos concretos que se encuentran en un hábitat o ecosistema en cada nivel trófico, por unidad de volumen o superficie.

Nucleótidos

• Los nucleótidos, los monómeros de los ácidos nucleicos, están compuestos por un azúcar pentosa, un grupo fosfato y una base nitrogenada.

Bases Nitrogenadas

• Cada nucleótido contiene una de cinco bases nitrogenadas: Adenina, Guanina, Citosina, Timina o Uracilo.

Formación de Polinucleótidos

• La unión de nucleótidos forma cadenas de polinucleótidos, con enlaces fosfodiéster entre el 5'-fosfato y el 3'-hidroxilo de nucleótidos adyacentes.

Ácidos Nucleicos

• Son biomoléculas formadas por la unión de numerosos nucleótidos.

Estructura del ADN

• Formada por dos hebras complementarias anti-paralelas unidas por enlaces de hidrógeno entre las bases (A=T, G=C).
• La molécula se tuerce en una doble hélice.

Estructura del ARN

• Generalmente de cadena simple, pero puede plegarse para formar motivos bicatenarios.

ADN versus ARN

• El ADN contiene desoxirribosa, timina y es de doble cadena.
• El ARN contiene ribosa, uracilo y es de cadena simple.

Diferencias Estructurales y Funcionales entre ADN y ARN

• El ADN es el ácido desoxirribonucleico con desoxirribosa.
• El ARN, es el ácido ribonucleico con ribosa.
• El ADN tiene timina, mientras que el ARN tiene uracilo. El ADN funciona en la síntesis de proteínas, la herencia y la evolución con una estructura de doble banda, mientras que el ARN tiene síntesis de proteínas y es una banda. El ARN tiene tras tipos: ARNm, ARNr y ARNt.

Replicación del ADN

• Semiconservadora: Cada nueva molécula tiene una hebra original y una hebra sintetizada.
  • La replicación es semiconservativa porque cada nueva hebra de ADN se une a una hebra existente del ADN original.
• Helicasa: Desenrolla y separa el ADN rompiendo los enlaces de hidrógeno entre las bases.
• ADN polimerasa III: Une nucleótidos libres complementarios a la hebra molde.
• Cada una de las nuevas hebras es complementaria a la hebra plantilla sobre la que se copió, e idéntica a la otra hebra plantilla.

Transcripción

• Proceso en el que se sintetiza una secuencia de ARN a partir de un molde de ADN.
• La ARN polimerasa separa las hebras de ADN y une nucleótidos de ARN complementarios.
• Luego de la transcripción, el ARN se libera al citoplasma para su traducción y el ADN vuelve a su forma original.

Código Genético

• Conjunto de reglas que convierten secuencias de ARNm en secuencias polipeptídicas. Los tripletes de bases corresponden a un aminoácido particular.
• Las dos características del código genético so: universalidad, que consiste en que todos los organismos usan el mismo código genético. Por otro lado, la degeneración se refiere a que distintos codones pueden codificar el miso aminoácido.

Tipos de ARN

- ARNm: transcripción utilizada para producir proteínas.
- ARNt: lleva aminoácidos al ribosoma.
- ARNr, componente catalítico del ribosoma.

Traducción

• Proceso en el cual el ribosoma sintetiza polipéptidos usando ARNm.
• El ARNt alinea su anticodón complementario al codón del ARNm.
• El ribosoma se une a los aminoácidos para generar una cadena polipeptídica.

Gen → Proteína

• Un gen está en una secuencia de ADN que codifica una secuencia polipeptídica.
• Un gen equivale a un polipéptido, que son las proteínas que pueden tener múltiples polipéptidos.

Mutaciones

• Alteraciones en la descendencia producto de un cambio en el material genético.
• Mutaciones génicas o Puntuales: modifican los genes
• Mutaciones Cromosómicas: se ve visiblemente la modificación en los cromosomas.
• Mutaciones Genómicas: Alteración en el número total de cromosomas.

Conceptos Básicos de Genética

• Genética: El estudio de cómo los genes se transmiten y controlan el desarrollo de características.
• Herencia: La transmisión de caracteres de padres a hijos.
• Genes o Gene: Segmento de ADN que controla una característica particular.
• Alelo: Cada una de las formas alternativas de un gen.
• Genoma: El conjunto de todos los cromosomas en el núcleo de una célula.
• Homocigota: Par idéntico de alelos.
• Heterocigota: Dos alelos diferentes para una característica.
• Recesivo: Gen que solo se expresa en condición homocigota.
• Dominante: Alelo que siempre se expresa, tanto en condición homocigota como heterocigota.
• Fenotipo: Apariencia externa de un organismo.
• Genotipo: Constitución genética de una característica.

Cruces Monohíbridos

• Determinan las combinaciones de alelos para un solo gen usando cuadrículas de Punnett.

Vinculación Sexual

• Un gen está localizado en un cromosoma sexual.

Cromosomas Sexuales

• El cromosoma Y es corto y tiene pocos genes.
• El cromosoma X es grande y tiene muchos genes.

Rasgos Ligados al Sexo

• Mujeres con rasgos ligados al sexo alteran los patrones de herencia.

Modos de Herencia

• Un pedigrí, o cuadro genealógico, muestra la historia genética de una familia

Dominancia Autosómica

• La herencia autosómica dominante significa que uno de los padres debe tener el rasgo para que un niño se vea afectado.

Autosómico Recesivo

• Ninguno de los dos progenitores padece el rasgo, por lo que debe ser un cambio recesivo
• Un progenitor podría considerarse portador del rasgo

Rasgos relacionados con el sexo

• No hay forma de probar de manera concluyente la vinculación sexual con un cuadro genealógico, pero ciertos patrones pueden sugerir la posibilidad

El cuadro de Punnett

• Instrumento usado en genética que predice las porciones fenotípicas, o las caracterisiticas que pueden observarse.

Evolución

• Es el cambio acumulativo en la característica hereditaria de una población, es decir el cambio biológico a lo largo del tiempo.
• Son codificadas por genes y transferidas entre generaciones como alelos.
• Es la frecuencia Alélica del acervo de una población a lo largo de generaciones sucesivas.

Teorías de la Evolución

• Lamarck: Las especies cambian a través del uso habitual y el desuso.
• Darwin: Las especies cambien a través de la selección natural.

Mecanismos de Cambio

• La fundamental del proceso de evolución es la presencia de la variación. Por lo que las poblaciones sobre las cuales actúan factores selectivos.
• Los mecanismos principales por los cuales se mantienen es una variación dentro de las poblaciones: -Mutaciones -Reproducción Sexual -Flujo Genético

Teorías sobre el Origen de las Especies

Uso y Desuso de los Órgano

• Propuesta por Jean Baptise Lamark, creía que los rasgos heredados eran el producto de cómo utilizaban las partes de su cuerpo (incorrecto).

Selección Natural

• Propuesta por Charles Darwin. Estableció que las condiciones que estaban presentes en la naturaleza indicaban cuales eran los organizamos mas aptos para poder sobrevivir y reproducirse.

Mutacionista

• Propuesta por Hugo Vries. Dijo que las mutaciones portan la materia prima para la evolución, y formas alternativas de los genes, sin los cuales no existiría material el cual pudiera accionar la selección natural. Constituyen la base para la variedad en la seres vivo.

Teorías sobre el Origen de la Vida

• Experimentación
• Generación espontánea
• Quimion Sintético