Tema 2. Ecología - Individuos, Poblaciones, Comunidades y Ecosistemas - 2.1 PDF

TEMA 2: Ecología. Profesora: Andrea García Tema 2: Ecología 1  TEMA 2: Ecología. 2.1 Individuos, poblaciones, comunidades y ecosistemas. 2.2 Energía y biomasa en los ecosistemas. 2.3 Ciclos biogeoquímicos. 2.4 Climas y biomas. 2.5 Zonación, sucesión y cambio en...

TEMA 2: Ecología. Profesora: Andrea García Tema 2: Ecología 1  TEMA 2: Ecología. 2.1 Individuos, poblaciones, comunidades y ecosistemas. 2.2 Energía y biomasa en los ecosistemas. 2.3 Ciclos biogeoquímicos. 2.4 Climas y biomas. 2.5 Zonación, sucesión y cambio en los ecosistemas. Tema 2: Ecología 2  2.1 Individuos, poblaciones, comunidades y ecosistemas. Pregunta de orientación ¿Cómo se pueden modelizar los sistemas naturales y pueden utilizarse estos modelos para predecir los efectos de la perturbación humana? Tema 2: Ecología 3  ¿Qué es la biosfera? La biosfera representa las partes de la Tierra en las que existe vida. Incluye todas las regiones del planeta en las que existen organismos vivos, desde las profundidades de los océanos hasta la atmósfera, pasando por el suelo y la superficie terrestre. En términos simples, la biosfera abarca todos los ecosistemas y los organismos vivos que interactúan con el agua, el aire y el suelo. Es un sistema ecológico que incluye individuos, poblaciones, comunidades y ecosistemas. Tema 2: Ecología 4  Está compuesta por tres partes principales: 1.Litosfera: La capa sólida de la Tierra, que incluye el suelo y el subsuelo. 2.Hidrosfera: Toda el agua del planeta, incluyendo océanos, ríos, lagos y aguas subterráneas. 3.Atmósfera: La capa de gases que rodea la Tierra, donde algunos organismos pueden vivir y que es fundamental para procesos como la Nota: https://escholarium.educarex.es/Cursos/c153573_c51 fotosíntesis. 97829__La_biosfera_y_sus_habitats.php Tema 2: Ecología 5  ¿Qué es una especie? Una especie es un grupo de organismos que comparten unas características comunes y que se reproducen entre ellos engendrando una descendencia fértil. En ocasiones, dos especies pueden reproducirse dando lugar a una descendencia que llegará a la vida adulta pero que será estéril. (Ejemplo: una yegua (Equus caballus) puede emparejarse con un burro (Equus asinus) y dar lugar a una mula (Equus mulus) que es estéril.) Tema 2: Ecología 6 Existe una enorme diversidad de especies, lo cual hace necesaria una clasificación de estas. Esta clasificación de los organismos permite identificarlos y predecir con eficiencia sus características. Cada especie tiene un nombre científico asignado, que consta de dos partes: el género y la especie. Este nos sirve para poder identificar y clasificar a las especies de forma global. Este convenio utilizado para nombrar a las especies se llama nomenclatura binomial. El género se escribe con la primera letra en mayúscula y la especie en minúscula. Deberán escribirse siempre en cursiva si se escribe a ordenador o subrayados si lo hacemos a mano. Ejemplo: Homo sapiens. (Humano) Panthera pardus. (Pantera) Tema 2: Ecología 7  Taxonomía e identificación de especies La taxonomía es la ciencia que se encarga de nombrar y clasificar en diferentes categorías a los seres vivos. Los taxónomos emplean diversas herramientas para identificar a un organismo, es decir, para determinar la especie a la que pertenece este organismo. Entre estas herramientas encontramos las claves dicotómicas, la comparación de especímenes usando colecciones llevadas a cabo por taxónomos y estudios genéticos (ADN). Tema 2: Ecología 8  Claves dicotómicas Son claves de identificación que recogen las características más visibles de los organismos y sirven para clasificarlos. Una clave dicotómica consta de un conjunto de descripciones breves de los organismos, que permiten identificar la especie a la que pertenecen mediante sucesivas opciones presentadas de dos en dos, de manera que en cada paso se elige una (la que coincide con las características del organismo que se pretende identificar). La opción elegida en cada paso remite, a su vez, a otras dos posibilidades, y así sucesivamente, hasta llegar a la que coincide con las características buscadas. Para manejar estas claves, es necesario conocer las características que nos permitirán identificar a un ser vivo. Al construirlas, no se deben usar términos como pequeño/grande, se deben usar descriptores cuantitativos (número de patas) o presencia/ausencia de una característica observable. Tema 2: Ecología 9 Nota: https://floressilvestresdearagon.es/que-es-una-clave-botanica/ Tema 2: Ecología 10 También existen claves dicotómicas creadas en forma de diagrama. Nota: https://online.visual- paradigm.com/es/diagrams/templates/dichotomous- key/vertebrate-classification-with-images/ Tema 2: Ecología 11  Limitaciones de las claves dicotómicas Solo se pueden usar características físicas, en ocasiones hay especies que físicamente son muy parecidas y se diferencian por su comportamiento. En este caso, la clave dicotómica no nos permitiría identificarlas. Algunas claves dicotómicas utilizan términos técnicos que solo un experto entendería. Es posible que no haya una clave dicotómica disponible para el tipo de organismos que está tratando de identificar. Algunas características físicas de los organismos no se pueden establecer fácilmente en el campo. Por ejemplo, si un animal tiene una placenta; si un animal es endotérmico o ectotérmico (de sangre caliente o fría). Algunos organismos muestran cambios significativos en la forma de su cuerpo durante su vida (por ejemplo, las ranas tienen una forma juvenil de renacuajo acuático que es muy diferente de la adulta), que las claves deben tener en cuenta. Muchos insectos, por ejemplo, muestran diferencias entre individuos machos y hembras de la especie que pueden causar dificultades para identificar la especie. Tema 2: Ecología 12 Actividad 1. Crea una clave dicotómica para identificar los elementos de esta imagen Nota: Davis, A. & Nagle, G. (2024). Environmental Systems and Societies. (3ª ed.).Pearson Education. Tema 2: Ecología 13  ¿Qué es una población? Una población es un grupo de organismos de la misma especie que viven en una misma área al mismo tiempo y que son capaces de reproducirse entre sí. Una población es, por tanto, una unidad reproductiva. Una especie puede constar de un número variable de poblaciones, desde una hasta muchas. Tema 2: Ecología 14  ¿Qué es una comunidad? Una comunidad es un grupo de poblaciones que vive e interacciona con otras en un hábitat común. ¿Qué es un hábitat? Un hábitat es el medio ambiente en el que normalmente vive una especie. Ejemplo: El hábitat del orangután es el bosque tropical de Sumatra o Borneo. Nota: http://www.bioenciclopedia.com/orangutan/ Tema 2: Ecología 15  ¿Qué es un ecosistema? Un ecosistema es una comunidad y el medio ambiente físico con el que esta interacciona. Como ya sabemos, los ecosistemas son sistemas abiertos. https://biologiageologiaiessantaclarabel enruiz.wordpress.com/ bachillerato- internacional/sistemas-ambientales-y- sociedades/ Tema 2: Ecología 16  ECOSISTEMA (Biotopo + Biocenosis) BIOTOPO BIOCENOSIS Parte “no viva” de un Conjunto de organismos de ecosistema. Factores todas las especies que topográficos, climáticos, habitan en un ecosistema. químicos, edáficos. (Los factores bióticos se (los factores abióticos se incluyen aquí) incluyen aquí) Tema 2: Ecología 17  ¿Qué es un nicho ecológico? Un nicho ecológico describe el conjunto particular de condiciones abióticas y bióticas y de recursos de los que depende un organismo o una población. Comprende todas las interacciones bióticas y abióticas que influyen sobre el crecimiento, la supervivencia y la reproducción de una población, incluyendo cómo se obtiene el alimento. Se podría decir que es el rol de una especie en un ecosistema, el dónde, cuándo y cómo vive un organismo. Cada especie tiene su nicho particular. Tema 2: Ecología 18 Por ejemplo, el nicho de un elefante incluye todo lo que define a esta especie como su hábitat (bosques, selvas o pastizales), las interacciones entre los miembros de la manada, de qué se alimenta (hierbas, plantas pequeñas, arbustos, frutas…), cuándo se alimenta (pueden pasarse Nota:https://www.ecologiaverde.com/donde-viven-los- tres cuartas partes de día elefantes-y-de-que-se-alimentan-1825.html comiendo) Tema 2: Ecología 19  Factores bióticos y abióticos Los factores físicos, no vivos, que influyen en los organismos y en el ecosistema (como la temperatura, la luz solar, el pH, la salinidad, el oxígeno disuelto) son los denominados factores abióticos. La textura del suelo y el relieve también se incluyen dentro de los factores abióticos. Las interacciones entre los organismos de un ecosistema (como la depredación, el herbivorismo, el parasitismo, el mutualismo la enfermedad y la competencia) son los denominados factores bióticos. Los factores que determinan la distribución de una población pueden ser bióticos o abióticos. Tema 2: Ecología. 20  Factores abióticos Como hemos visto anteriormente, son aquellos factores físicos, no vivos, que influyen en los organismos y en los ecosistemas. Los factores abióticos pueden cuantificarse para clarificar la distribución de las especies. Existen unos límites superiores e inferiores a partir de los cuales las poblaciones no pueden sobrevivir, y también existe un rango óptimo para el desarrollo de las especies. Tema 2: Ecología 21 Nota: Environmental Systems and SocieIes. Davis, A, Nagle, G. Ed. Pearson EducaIon Limited. 2015. p.65. Tema 2: Ecología 22  Medida de factores abióticos ECOSISTEMAS MARINOS. En los ecosistemas marinos (agua salada) mediremos los siguientes factores abióticos: o Salinidad. o pH. o Temperatura. o Oxígeno disuelto. o Acción de las olas. Tema 2: Ecología. 23  Salinidad Es la concentración de sales expresados en 0/00 (partes de sal por mil partes de agua). Se puede conocer su valor midiendo: oConductividad eléctrica.(Conductímetro) oDensidad del agua. (Densímetro) Extraído de:https://biologiageologiaiessantaclarabelenruiz.wordpress.com/bachillerato-internacional/sistemas-ambientales-y-sociedades/ Tema 2: Ecología. 24  pH El pH nos indica la acidez o la alcalinidad de una solución. El pH con valor 7 es neutro, por debajo de 7 es ácido y por encima de ese valor es alcalino (básico). El agua de mar suele tener un pH superior a 7. El pH se mide con un pH-metro o medidor de pH. Extraído de: http://www.quimitube.com/medida- ph-laboratorio-quimico-phmetro Tema 2: Ecología. 25  Temperatura La temperatura afecta al ritmo metabólico de los organismos marinos, esto es debido a que muchos organismos marinos son poiquilotermos (= ectotermos), lo cual significa que su temperatura corporal depende de la temperatura ambiente (es la misma que la del agua que los envuelve). Bajas temperaturas = bajo ritmo metabólico. Debido a esto, cambios en la temperatura causados por contaminación térmica pueden tener impacto en estos organismos. Tema 2: Ecología. 26  Oxígeno disuelto La solubilidad del oxígeno en el agua se ve afectada por: Temperatura: temperaturas más altas implican menor concentración de oxígeno disuelto. Contaminación del agua: puede causar disminución del oxígeno disuelto. El oxígeno disuelto puede ser medido: o Usando un electrodo selectivo de oxígeno conectado a un medidor electrónico que registra los datos. Se obtienen resultados rápidos, pero es necesario un correcto calibrado para que los resultados sean seguros. o Titulación de Winkler: una serie de sustancias químicas son añadidas a la muestra de agua, así el oxígeno disuelto en el agua reacciona con los iones de yoduro para formar un precipitado marrón dorado. A continuación, se añade ácido para liberar los iones yoduro los cuales pueden ser medidos, siendo estos proporcionales a la cantidad de oxígeno disuelto. Tema 2: Ecología. 27  Acción de las olas La acción de las olas es importante en zonas costeras donde los organismos viven cerca de la superficie del agua. Las áreas con oleaje tienen altas concentraciones de oxígeno disuelto. El oleaje se mide con un dinamómetro, que mide la fuerza de las olas. Los cambios en la fuerza de las mareas y las olas durante el día deben tenerse en cuenta a la hora de estudiar la acción de las olas. Tema 2: Ecología. 28  ECOSISTEMAS DE AGUA DULCE. En los ecosistemas de agua dulce mediremos los siguientes factores abióticos: o Turbidez. o Flujo de corriente. o pH. o Temperatura. (ver ecosistemas marinos) o Oxígeno disuelto. (ver ecosistemas marinos) Tema 2: Ecología. 29  Turbidez La turbidez es una medida del grado en el cual el agua pierde su transparencia debido a la presencia de partículas en suspensión. Cuantos más sólidos en suspensión haya en el agua, más sucia parecerá ésta y más alta será la turbidez. Las partículas suspendidas absorben calor de la luz del sol, haciendo que las aguas turbias se vuelvan más calientes, reduciendo así la concentración de oxígeno en el agua (el oxígeno se disuelve mejor en el agua más fría). La turbidez limita la penetración de luz solar, por tanto, también la profundidad a la que la fotosíntesis puede ocurrir. Puede medirse con: Turbidímetro. Disco de Secchi. Tema 2: Ecología. 30 Nota: http://giraqua.com.br/portfolio/disco-de-secchi-g7000/ Nota: http://mangrana2015.wixsite.com/mangrana/single -post/2015/09/30/Mide-la-transparencia-del-agua- con-el-disco-de-Secchi Tema 2: Ecología. 31  Flujo de corriente Es la velocidad a la que se mueve el agua y determina qué especies pueden vivir en una zona concreta. Esta varía en función de: Época del año: el deshielo de agua en primavera da mayores niveles de caudal. En verano disminuye el caudal (a mayor caudal mayor flujo de corriente). Profundidad: en la superficie del agua el caudal es más lento que en la mitad de la columna de agua. Tema 2: Ecología. 32  Existen tres métodos para medir el flujo de corriente: 1. Medidor de corriente. 2. Impulsor o impeller: es un dispositivo como el que muestra la siguiente figura. Está montado en un palo graduado y la base se coloca en el suelo de la corriente del río. La altura del impulsor puede ser ajustada y la velocidad medida a diferente profundidad, pero sólo puede ser usado en aguas poco profundas limpias puesto que debe ser visto el impulsor. El impulsor se coloca al final del brazo y bajo el agua cara a la corriente. El impulsor es liberado y el tiempo que le lleva a desplazarse por el brazo es medido. Se repite de 3 a 5 veces para asegurar resultados. Tema 2: Ecología. 33 3. Flotadores: Es el método más sencillo para medir la velocidad del flujo. Este método mide el tiempo que un objeto flotante tarda en viajar cierta distancia. El objeto flotante debe estar parcialmente sumergido para reducir el efecto del viento. Este método solo nos da datos de flujo superficial, pero la velocidad media de flujo de un río puede estimarse dividiendo la velocidad superficial por 1,25. La medida debe repetirse 3 o 4 veces para evitar errores. Nota: Environmental systemas and societies. Rutherford, J, Williams, G. Ed. Oxfrod University Press. 2015. p 132. Tema 2: Ecología. 34  pH El pH varía desde moderadamente ácido a ligeramente básico, dependiendo del suelo circundante, las rocas y la vegetación. Se mide con un pH-metro o una sonda de pH de registro de datos. Tema 2: Ecología. 35.  ECOSISTEMAS TERRESTRES. En los ecosistemas terrestres mediremos los siguientes factores abióticos: o Temperatura del aire. o Intensidad de la luz. o Velocidad del viento. o Pluviosidad. o Suelo: o Pendiente. o Textura. o Humedad del suelo. o Contenido orgánico. o Drenaje. o Contenido mineral. o pH. Tema 2: Ecología. 36  Temperatura del aire La temperatura varia temporal y espacialmente, y puede ser medida por termómetros analógicos o digitales. Hay termómetros digitales que pueden registrar la temperatura durante largos periodos de tiempo, para obtener así más datos. Tema 2: Ecología. 37  Intensidad de la luz Se mide con un aparato llamado luxómetro. Este debe colocarse a una altura estandarizada y fija sobre el suelo, y se debe leer cuando el valor se estabilice. La intensidad de la luz varía con la hora del día, la presencia de nubes, la estación…por lo que todos estos factores deben ser tenidos en cuenta a la hora de realizar las mediciones. Tema 2: Ecología. 38 Nota: http://ignaciosolano.org/la-coleccion-de-reptiles-mas-grande-del-mundo-cuenta-con-el-asesoramiento-de-ignacio-solano/ Tema 2: Ecología. 39  Velocidad del viento Para medir la velocidad del viento se puede: Usar anemómetros de cazoletas giratorias. Miden el número de rotaciones por unidad de tiempo y se convierte a velocidad. Los hay fijos y portátiles. Observar los efectos del aire sobre los objetos. Los datos obtenidos se relacionan con la Escala de Beaufort (escala de 0 a 12). Tema 2: Ecología. 40 Nota: https://filanaval.blogspot.com.es/ 2012/10/leonardo-da-vinci- anemometro.html Nota: https://sites.google.com/a/ihumanfocus.com/ihumanfocus/home/alertas-meteorologicas-automaticas Tema 2: Ecología. 41  Pluviosidad Se mide con un pluviómetro, que debe ser colocado en un lugar adecuado lejos de la influencia de construcciones, árboles y otros obstáculos que puedan alterar las precipitaciones. Consta de dos partes principales: a un cilindro receptor y una probeta graduada. El agua de lluvia cae a través de la boca receptora y es recibida en un recipiente colector, donde queda almacenada hasta la hora Extraído de: https://articulo.mercadolibre.com.mx/MLM-566810033-pluviometro- de la observación. instrumento-medidor-de-lluvia-pluvimetro-_JM Tema 2: Ecología. 42  Suelo Pendiente: La pendiente se mide usando un clinómetro. Nota: Environmental Systems and Societies. Davis, A, Nagñe, G. Ed. Pearson Education Limited. 2015. p.130. Tema 2: Ecología. 43  Textura: El tamaño, forma y distribución de las partículas que forman el suelo (grava, arena, limo y arcilla) afectan al drenaje y a la capacidad de retención de agua. Nota:https://biologiageologiaiessantaclarabelenruiz.wordpress.com/bachillerato-internacional/sistemas-ambientales-y-sociedades/ Tema 2: Ecología. 44  Humedad: Es la cantidad de agua que hay en el suelo. Para medirla: Se coloca la muestra en un crisol. Se pesa y se registra el peso. Se seca la muestra (horno o secadora). Se pesa la muestra de nuevo, y el con el peso perdido se calcula el porcentaje de agua. (la muestra se seca hasta que el peso no varía) Se deben tomar como mínimo 3-5 muestras por ensayo. Tema 2: Ecología. 45  Contenido orgánico: Es la cantidad de residuos de seres vivos en distintos estados de descomposición que posee el suelo. Este suministra nutrientes al suelo, absorbe agua, reduce la compactación y formación de costras e incrementa la infiltración. Para medirlo: Se seca la muestra siguiendo el procedimiento indicado anteriormente. Se calienta la muestra a altas temperaturas (500 a 1000°C) durante varias horas. Se pesa la muestra hasta que su peso sea constante. Tema 2: Ecología. 46  Contenido mineral y pH: Hay un amplio rango de nutrientes esenciales y pH en el suelo para que este sea fértil. Estos se pueden determinar mediante “kits” para determinación de pH y contenido mineral (nitratos, sulfatos, fosfatos). El contenido mineral también se puede determinar usando el método para contenido orgánico, lo que queda en el suelo después de calentarlo a altas temperaturas es el contenido mineral. Tema 2: Ecología. 47 Nota: http://www.infoagro.com/instrumentos_medida/categoria_medidor.asp?k=110 Tema 2: Ecología. 48  Factores bióticos A continuación, detallaremos las interacciones entre los seres vivos de un ecosistema, que se denominan en conjunto factores bióticos: ØDepredación. ØHerbivorismo. ØParasitismo. ØMutualismo. ØCompetencia. ØEnfermedad. Tema 2: Ecología 49  Depredación Es una relación entre especies en la cual una especie (depredadora) cazay mata a otra especie (presa) y se alimenta de ella. Las relaciones depredador-presa se regulan mediante feedback negativo. Nota: Environmental Systems and SocieIes. Davis, A, Nagle, G. Ed. Pearson EducaIon Limited. 2015. p.66 Tema 2: Ecología 50  Herbivorismo Es una relación que ocurre cuando un animal se alimenta de plantas. Este animal se denomina herbívoro. La capacidad de carga del ecosistema de un herbívoro depende de la cantidad de plantas que necesite el animal para alimentarse. Un área con más plantas tiene una capacidad de carga mayor. Un ejemplo de animal herbívoro es el hipopótamo. Tema 2: Ecología 51  Parasitismo Es una relación en la cual un organismo, el parásito, se beneficia de otro, el huésped, al cual causa un daño. Existen dos tipos de parásitos: endoparásitos (viven dentro del huésped) y ectoparásitos (viven en la superficie del huésped). Ejemplos: garrapatas y pulgas (ectoparásitos). tenia (endoparásito). Nota: https://animales. Nota: https://www.natursan.net/que- uncomo.com/arti es-la-tenia-o-lombriz-solitaria-y- culo/enfermedad como-se-contagia/ es-que- transmiten-las- garrapatas-a-los- perros- 42851.html Tema 2: Ecología 52  Mutualismo Es una relación entre dos organismos, en la cual ambos salen beneficiados. Ejemplo: Liquen. Un liquen es una asociación entre un alga y un hongo, en la cual el hongo proporciona una estructura que puede proteger al alga de la deshidratación y de las condiciones desfavorables, mientras que el alga sintetiza y excreta un hidrato de carbono específico que el hongo toma y utiliza como alimento. Nota: http://ichn.iec.cat/bages/roques/I matges%20grans/cRhizocarpon% 20geographicum.htm Tema 2: Ecología. 53  Competencia Es una relación entre dos organismos en la cual estos disputan, se enfrentan, por un recurso. Se puede dar entre organismos de una misma especie (competición intraespecífica) o de especies distintas (interespecífica). La competencia interespecífica se da cuando los nichos de las especies se solapan. Ejemplo: Las plantas compiten por el agua y la luz. Los animales compiten por comida y territorio Tema 2: Ecología. 54 Como dos especies no pueden ocupar el mismo nicho, el grado de solapamiento de los nichos de dos especies determina el grado de competencia entre estas. En esta relación ninguna de las dos especies se beneficia, aunque los mejores competidores sufren menos. Nota: Environmental Systems and SocieIes. Davis, A, Nagle, G. Ed. Pearson EducaIon Limited. 2015. p.69 Tema 2: Ecología 55  ¿Qué es la capacidad de carga? La capacidad de carga (K) es el tamaño máximo de una población, determinado por la competencia por unos recursos limitados. Se podría decir que es el número máximo de individuos de una especie que un ecosistema puede mantener durante un periodo largo de tiempo. Esta viene determinada por los factores limitantes del ecosistema. Cuando la demanda de un determinado recurso es mayor que la cantidad existente del mismo, este se convierte en un factor limitante. Tema 2: Ecología 56 Un factor limitante es por tanto, un recurso que existe en una cantidad limitada en un ecosistema, de forma que afecta a la capacidad de carga del mismo para una determinada población. También hay factores naturales del medio ambiente, distintos a los recursos, que se consideran factores limitantes, ya que pueden frenar el crecimiento de la población. Ejemplos de factores limitantes: Para plantas: luz, nutrientes, agua, CO2, temperatura. Para animales: espacio, alimento, parejas, agua, lugares donde anidar. Tema 2: Ecología 57  Regulación del tamaño de las poblaciones La regulación del tamaño de la población está controlada por factores dependientes de la densidad de población y mecanismos de retroalimentación negativa. Aunque los factores independientes de la densidad de población pueden influir de forma significativa en el tamaño de la población, son los factores dependientes de la densidad de población los que la mantienen en torno a la capacidad de carga. Tema 2: Ecología 58  Factores dependientes de la densidad de población Son aquellos que regulan el tamaño de una población en función de su densidad. A medida que aumenta la densidad poblacional, estos factores tienen un mayor impacto en reducir el crecimiento de la población. Son mecanismos de regulación biológica y ecológica que actúan de manera más intensa cuando la población es grande y densa. Son mecanismos de retroalimentación negativa que hacen que una población retorne al equilibrio. Tema 2: Ecología 59 Los principales factores dependientes de la densidad incluyen: 1.Competencia intraespecífica: Cuando una población es densa, los individuos compiten más intensamente por recursos limitados, como alimento, agua, espacio y luz. Esta competencia puede llevar a la disminución de la tasa de crecimiento poblacional. 2.Depredación: En poblaciones densas, los depredadores pueden cazar con mayor facilidad a sus presas, lo que puede reducir el número de individuos en la población. 3.Parasitismo y enfermedades: Las enfermedades y los parásitos tienden a propagarse más rápidamente en poblaciones densas, ya que el contacto entre individuos es más frecuente. Esto puede causar un aumento en la mortalidad y una disminución en la tasa de crecimiento. Tema 2: Ecología 60  Factores independientes de la densidad de población Son aquellos que afectan al tamaño de una población sin importar cuán densa o numerosa sea. A diferencia de los factores dependientes de la densidad, estos factores actúan de manera aleatoria o como resultado de condiciones ambientales externas, y su impacto no está directamente relacionado con el tamaño de la población. Estos factores pueden reducir drásticamente la población o modificar su crecimiento, sin importar si la densidad es alta o baja. Tema 2: Ecología 61 Los principales factores independientes de la densidad incluyen: 1.Factores climáticos y condiciones ambientales extremas: Eventos como tormentas, sequías, olas de calor, frío extremo, inundaciones o incendios forestales pueden afectar a una población entera, independientemente de su densidad. Estos fenómenos pueden reducir la disponibilidad de recursos o causar mortalidad directa. 2.Desastres naturales: Erupciones volcánicas, terremotos, huracanes y tsunamis pueden devastar poblaciones enteras. Su impacto es igualmente fuerte en poblaciones grandes y pequeñas, y no depende de la densidad. 3.Alteraciones en el hábitat: Cambios en el hábitat, como la deforestación, la contaminación o la destrucción de áreas de refugio y alimentación, también afectan a las poblaciones independientemente de su tamaño. Estas alteraciones pueden reducir la capacidad del entorno para sostener a la población. Tema 2: Ecología 62  Curvas de crecimiento de poblaciones El tamaño de una población varía debido a las interacciones de esta con el medio, y con otras poblaciones, con las que compite por los recursos. Si representamos el cambio en el número de individuos de una población frente al tiempo obtendremos una curva de población. Existen dos tipos de curvas de población S y J que describen una respuesta generalizada de las poblaciones a un determinado conjunto de condiciones (factores bióticos y abióticos). Tema 2: Ecología 63  Curva S (sigmoidea) Esta curva muestra un crecimiento inicial exponencial (rápido) que luego se ralentiza al alcanzar la capacidad de carga del sistema. Este tipo de crecimiento es el más común en la naturaleza. Nota: Environmental Systems and SocieIes. Davis, A, Nagle, G. Ed. Pearson EducaIon Limited. 2015. p.70. Tema 2: Ecología 64  El gráfico muestra un crecimiento inicial lento, cuando la población es pequeña y hay una falta de individuos adultos. Seguidamente se produce un crecimiento de población exponencial ya que en este momento los factores limitantes de crecimiento no frenan el aumento de la población. Como se ha producido una aumento del número de individuos de la población considerable, estos empiezan a competir por los recursos disponibles (factores limitantes). Se frena el crecimiento de la población, que alcanza la capacidad de carga del ecosistema. Se producen fluctuaciones en el número de individuos de la población alrededor de la capacidad de carga, que suelen estar controladas por mecanismos de feedback negativo. Tema 2: Ecología 65 Fases de la curva S. Fuente: Environmental Systems and SocieIes. Davis, A, Nagle, G. Ed. Pearson Education Limited. 2015. p.71 Tema 2: Ecosistemas y ecología. 66  Curva J (exponencial) Esta curva muestra un crecimiento inicial lento, que se convierte en exponencial rápidamente y que no se frena con el aumento en el número de individuos de la población. Tema 2: Ecosistemas y ecología. 67 Este tipo de crecimiento es menos común en la naturaleza, lo suelen mostrar organismos que producen una descendencia amplia rápidamente, que necesita poco cuidado parental. (Ej: saltamontes) Este crecimiento exponencial ocurre cuando: Los factores limitantes no frenan el crecimiento de la población. Los recursos son abundantes. Los factores abióticos son favorables (temperatura, lluvias, etc.). Tema 2: Ecosistemas y ecología. 68 La disminución repentina en el número de individuos que se ve en la gráfica (línea discontinua) se denomina colapso poblacional. Generalmente el crecimiento en este tipo de curvas de población viene controlado por factores abióticos, aunque una falta de alimento también puede producir un colapso poblacional. Cuando después de un crecimiento en forma de curva J se produce un colapso poblacional se dice que ha seguido un patrón de “auge y caída”. Tema 2: Ecosistemas y ecología. 69 Estudio de caso Investiga qué ocurrió con la introducción de los renos en la isla de Saint Matthew. Describe detalladamente el proceso. Indica a qué tipo de curva de población corresponde el crecimiento de esta especie. Tema 2: Ecología 70 Tema 2: Ecología 71  Capacidad de carga y factores limitantes sobre el crecimiento de las poblaciones humanas En el caso de los humanos, es difícil calcular la capacidad de carga por las siguientes razones: La variedad de los recursos empleados, ya que cuando hablamos de los humanos esta es mucho mayor que en cualquier otra especie. El ingenio humano, por medio del cual los seres humanos son capaces de sustituir una materia por otra cuando esta se convierte en un factor limitante. Las variaciones en los estilos de vida hacen que la demanda de recursos varíe, siendo esta diferente para distintas épocas y poblaciones. La importación de recursos, lo cual permite a los humanos crecer más allá de los límites impuestos por los recursos locales y aumentar su capacidad de carga. Los avances tecnológicos que generan cambios continuos en los recursos precisados y recursos disponibles para el consumo. Tema 2: Ecología 72  Técnicas para la recolección de datos sobre poblaciones Para analizar datos sobre poblaciones podemos utilizar cuadrantes o transectos. Dependiendo del tipo de ecosistema que vayamos a estudiar o del tipo de población (organismos móviles o inmóviles) elegiremos unas técnicas u otras. Tema 2: Ecología 73  Cuadrantes Un cuadrante es una unidad de muestreo bioestadístico que se utiliza para el estudio de un ecosistema y su configuración. Es un marco de tamaño específico (que depende de lo que se estudie) que puede dividirse en subsecciones. Fuente: Environmental systemas and societies. Rutherford, J, Williams, G. Ed. Oxfrod University Press. 2015. p 127. Tema 2: Ecología. 74 El método de los cuadrantes es una de las formas más comunes de muestreo de vegetación. Este método consiste en colocar un cuadrado sobre por ejemplo, la vegetación, para determinar la densidad, cobertura y frecuencia de las plantas. El tamaño del cuadrante se elige dependiendo del tamaño de los organismos que vayamos a estudiar. Nota: https://biologiageologiaiessantaclarabelenruiz.wordpress.com/bachillerato-internacional/sistemas-ambientales-y-sociedades/ Tema 2: Ecología. 75 Para saber el número de cuadrantes que debemos estudiar (número de muestras) se representan el número de especies encontradas en una gráfica frente al número de muestras. Una vez el número de especies encontradas se estabiliza hemos encontrado el número muestras que debemos tomar. En este caso, 8 serían las muestras necesarias. Nota: Environmental systemas and societies. Rutherford, J, Williams, G. Ed. Oxfrod University Press. 2015. p 127. Tema 2: Ecología. 76  ¿Dónde debemos colocar los cuadrantes? ØSi el área que vamos a estudiar es homogénea realizaremos un muestreo aleatorio simple. Dibujaremos un mapa de la zona a estudiar, trazaremos en el una gradilla y numeraremos los cuadrados que nos salen. Con la ayuda de una tabla de números aleatorios elegiremos la ubicación de los cuadrantes. Fuente: Environmental systemas and societies. Rutherford, J, Williams, G. Ed. Oxfrod University Press. 2015. p 127. Tema 2: Ecología. 77 Ø Si el área que vamos a estudiar es heterogénea realizaremos un muestreo estratificado aleatorio. Realizaremos la misma operación que en el método anterior para cada zona diferenciada dentro del área de estudio. Fuente: Environmental systemas and societies. Rutherford, J, Williams, G. Ed. Oxfrod University Press. 2015. p 127. Tema 2: Ecología. 78  Transectos Un transecto es una muestra lineal o rectangular que sirve para contar el número de organismos a lo largo de un recorrido a través del área de estudio. Puede ser usado para estudiar cambios en los organismos como resultado de un gradiente medioambiental, tales como la zonación de una pendiente, de una orilla rocosa, de un pastizal o un bosque. También puede usarse para medir el cambio en la composición de las especies desde una fuente de contaminación. Tema 2: Ecología. 79  Extraído de :http://sev.lternet.edu/content/plant-line-intercept-transects Extraído de:https://biologiageologiaiessantaclarabelenruiz.wordpress.com/bachillerato-internacional/sistemas-ambientales-y-sociedades/ Tema 2: Ecología. 80  Medida de la abundancia La abundancia es el número de organismos que presenta una comunidad por unidad de superficie o de volumen. Los métodos disponibles para caracterizar la abundancia de las poblaciones varían en función de las características de la especie a estudiar. Tema 2: Ecología. 81 1. Métodos para estudiar la abundancia de organismos inmóviles (usando parcelas de muestreo): Recuento real. Cálculo de la densidad de población. Cálculo de la cobertura porcentual. Cálculo de la frecuencia porcentual. 2. Métodos para estudiar la abundancia de organismos móviles: Métodos directos: Recuentos reales y muestreos. Métodos indirectos: Técnica de captura-marcado-recaptura con la aplicación del índice de Lincoln. Tema 2: Ecología. 82 1. Métodos para estudiar la abundancia de organismos inmóviles (usando parcelas de muestreo): Recuento real: Consiste en contar los individuos de una especie en varios cuadrantes de la zona de estudio y luego extrapolar los datos. Cálculo de la densidad de población: La densidad de población es el número de plantas que hay por unidad de área. Densidad = número total de plantas en todos los cuadrantes / numero de cuadrantes x área de un cuadrante Tema 2: Ecología. 83  Cálculo de la cobertura porcentual: La cobertura porcentual se define como el porcentaje del área total de suelo que está cubierto por la especie de interés, visto desde arriba. Se fundamenta en el tamaño de los individuos y no en la abundancia. Se puede dividir el cuadrante en 100 para que resulte más sencillo. Nota: https://prezi.com/7eymblumsvvz/meto dos-de-estimacion-del-porcentaje-de- cobertura-vegetal/ Los resultados pueden ser expresados en porcentaje o utilizando una escala de valores como la ACFOR. Nota: Environmental systemas and societies. Rutherford, J, Williams, G. Ed. Oxfrod University Press. 2015. p 138. Tema 2: Ecología. 84  Cálculo de la frecuencia porcentual: La frecuencia porcentual es el número real de ocurrencias dividida por el número de ocurrencias posibles, expresado como un porcentaje. Lo obtendremos mediante el porcentaje del total de cuadrantes en que aparece la planta en cuestión. Si una especie aparece en 4 de los 10 cuadrantes de la zona de estudio, diremos que su frecuencia porcentual es del 40%. Como esta medida depende del tamaño de los cuadrantes, se debe incluir una nota con el tamaño de los mismos (40% en una muestra de 10 cuadrantes x 1m2). Tema 2: Ecología. 85 2. Métodos para estudiar la abundancia de organismos móviles: Recuentos reales y muestreos (método directo): Si los individuos son grandes y el área es pequeña: Se cuenta el número de individuos que hay en un área determinada. Si el área es grande: Se realiza un muestreo de la población, para ello se determina el tamaño de una población en un área pequeña y se usa esta información para estimar la población total. Se presupone: La muestra es representativa de toda la población. Se deben de tomar varias muestras para limitar el efecto de que una muestra no sea representativa. Tema 2: Ecología. 86  Técnica de captura-marcado-recaptura con la aplicación del índice de Lincoln (método indirecto). Para llevar a cabo este método se siguen los siguientes pasos: 1. Se captura una muestra de la población. 2. Se marcan los individuas capturados y se anota cuantos son. 3. Se liberan los organismos y se da un tiempo para que se mezclen de nuevo con la población total. 4. Se captura una muestra nueva, y se mira cuantos individuos del total están marcados. 5. A continuación utilizamos la siguiente fórmula: n1= número de animales marcados y liberados. n2= número total de animales capturados la segunda vez. nm= número de animales capturados la segunda vez que están marcados. N= estimación del tamaño de población. Tema 2: Ecología. 87 Nota: https://biologiageologiaiessantaclarabelenruiz.wordpress.com/bachillerato-internacional/sistemas-ambientales-y-sociedades/ Tema 2: Ecología. 88  Ecosistemas y sostenibilidad La sostenibilidad es una propiedad natural de los ecosistemas. Las entradas están equilibradas con las salidas en un ecosistema en estado estacionario. La actividad humana puede conducir a puntos de inflexión en la estabilidad de los ecosistemas que llevaran al colapso del ecosistema original y al desarrollo de un nuevo equilibrio. Por ejemplo, la deforestación de la selva del Amazonas reduce la generación de agua por transpiración, lo que reduce a la vez las precipitaciones para el mantenimiento de la selva restante. Tema 2: Ecología 89  Nota: Davis, A. & Nagle, G. (2024). Environmental Systems and Societies. (3ª ed.).Pearson Education. Tema 2: Ecología 90  Especies clave Una especie clave es aquella que tiene un papel crucial en el mantenimiento de la estructura del ecosistema en el que vive. El impacto de la desaparición de las especies clave sobre la estructura de la comunidad es enorme y existe el riesgo de que el ecosistema colapse, por eso se dice que desempeñan una función “clave” en la sostenibilidad de los ecosistemas. Las especies clave suelen ser depredadores o ingenieros en los ecosistemas. (ej. un depredador de herbívoros que si desaparece hace que estos se conviertan en plaga o los castores, que crean presas en los ríos imprescindibles para otras especies). Tema 2: Ecología 91 Tema 2: Ecología 92 Investiga Busca dos ejemplos distintos a los vistos en clase de especies clave y explica por qué lo son. Tema 2: Ecología 93  Efecto de la perturbación humana sobre los ecosistemas Hay una interrelación entre los ecosistemas y la diversidad de especies. Como ya vimos en el tema pasado, el modelo de los límites planetarios indica que los cambios en la integridad de la biosfera han traspasado un umbral crítico. Las tasas de extinción proporcionan pruebas de que se ha cruzado este umbral crítico debido a las actividades humanas. Tema 2: Ecología 94 Para evitar puntos de inflexión críticos, es preciso revertir la pérdida de integridad de la biosfera. Los daños sufridos por los ecosistemas y la pérdida de especies se pueden ralentizar protegiendo la integridad de los ecosistemas. La protección de los ecosistemas garantiza la conservación de los requisitos de nicho esenciales para la supervivencia continuada de una especie. Tema 2: Ecología 95  Nota: Davis, A. & Nagle, G. (2024). Environmental Systems and Societies. (3ª ed.).Pearson Education. Tema 2: Ecología 96  Nota: Davis, A. & Nagle, G. (2024). Environmental Systems and Societies. (3ª ed.).Pearson Education. Tema 2: Ecología 97