TEMA 5

ORGANIZACIÓN Y DIVERSIDAD DE LA BIOSFERA

5.1. INTRODUCCIÓN • En este tema vamos a ver los mecanismos por los cuales una comunidad es capaz de autorregularse para dar lugar a la gran diversidad de seres que existen en la Tierra. • También veremos cómo influyen en los ecosistemas las intervenciones humanas.

5.2. AUTORREGULACIÓN DEL ECOSISTEMA • Ecosistema: es un sistema formado por la interacción entre una biocenosis o comunidad y unos factores físicos del medio terrestre. • A partir de las relaciones tróficas se puede modelar un sistema autorregulado.

El sistema se autorregula solo.

• Un ecosistema modelo es cerrado para la materia, aunque abierto para la energía, siendo capaz de aunque abierto para la energía, siendo capaz de autorregularse y permanecer en equilibrio dinámico durante largo tiempo. • ¿Qué ocurre si le echamos un pez tropical al acuario?

• Los humanos rompen el autocontrol de los ecosistemas para imponer el suyo propio. • Los ecosistemas naturales se equilibran porque hay una amplia gama de relaciones que los regulan.

5.3. AUTORREGULACIÓN DE LA POBLACIÓN • Biocenosis o comunidad: está constituida por todas las poblaciones de animales, plantas y microorganismos que existen en un ecosistema. • Población: está constituida por un conjunto de individuos de la misma especie que viven en un lugar determinado.

• Los individuos de una población se mantienen en torno al límite de capacidad de carga. • Se mantiene en equilibrio dinámico, hay fluctuaciones en el número de individuos. • Factores que condicionan el tamaño de una población: – Potencial biótico (TN-TM). – Resistencia ambiental.

• ¿Qué ocurre cuando una población coloniza un nuevo territorio? • Curvas en J y curvas de crecimiento logístico o en S.

• La resistencia ambiental viene marcada por un conjunto de factores que impiden que una población alcance su máximo potencial biótico. Tipos de factores: – Externos. • Bióticos: depredadores, parásitos, organismos competidores. • Abióticos: cambios de clima, escasez de alimentos, variaciones de pH etc.

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

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

• Según los valores del potencial biótico hay dos estrategias de reproducción: – r estrategas. • Poseen un potencial biótico muy elevado (alta TN) • Tienen muchas crías que reciben pocos cuidados. • Elevada TM.

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

• En ciertas condiciones, naturales o artificiales, se puede producir un incremento drástico de la resistencia ambiental. • Especies amenazadas. Son aquellas cuyo número de individuos se va reduciendo drásticamente hasta alcanzar una cifra crítica, lo que las pone en peligro de extinción.

• Valencia ecológica. Es el campo o intervalo de tolerancia de una especia respecto a un factor cualquiera del medio (luz, temperatura etc.) que actúa como factor limitante. • El crecimiento de cada especie está supeditado a unos valores, máximo y mínimo, de cada uno de los factores del medio en el que se desarrolla, es decir, posee una valencia determinada.

• Desde el punto de vista de la amplitud de la valencia ecológica se consideran dos tipos de especies: – Eurioicas. Aquellas poco exigentes respecto a los valores alcanzados por un determinado factor. Tiene valencias ecológicas de gran amplitud. Suelen ser r estrategas, son generalistas. – Estenoicas. Son muy exigentes respecto a los valores alcanzados por un determinado factor, tienen límites de tolerancia estrechos. Suelen ser k estrategas, son más especialistas.

5.4. AUTORREGULACIÓN DE LA COMUNIDAD • Las poblaciones que habitan en un territorio se relacionan unas con otras formando la comunidad o biocenosis. • La coexistencia de poblaciones diferentes generan interacciones que pueden actuar como factores limitantes bióticos.

A. Modelo depredador-presa • Es estabilizador, se basa en un bucle de realimentación negativo.

• En la gráfica se ven fluctuaciones. Entre las oscilaciones hay una diferencia temporal que se debe al tiempo de respuesta de las poblaciones. • Lockta y Volterra. • El comportamiento de estas dos poblaciones se puede explicar bien mediante la teoría de sistemas: – Primero ambas poblaciones crecen sin ningún factor limitante. – Si se fijan los encuentros como variable que relaciona ambas poblaciones se ve que los encuentros controlan ambas poblaciones. El tamaño de la población del depredador controla al de la presa y viceversa.

• Modelo que refleja las distintas variables que conforman el sistema eliminando el tiempo. • Ciclo límite. Permite observar y predecir el número de depredadores en función del número de presas y viceversa. • El sistema está en equilibrio dinámico.

B. Parasitismo (P/H) • Es una relación binaria en la que un individuo, el parásito, resulta beneficiado y el otro, el hospedante, es perjudicado. • Tipos: – Endoparasitismo (duela del hígado) – Ectoparasitismo (pulga, chinche, piojo etc)

• Es un modelo similar al de D/P siempre que el parásito y el hospedante hayan pasado juntos el tiempo suficiente para su coevolución. Esto se traduce en que al parásito no le interesa matar a su hospedador. • La diferencia en el modelo es que los encuentros no afectan a la mortalidad del hospedante. Sin embargo el parásito no puede vivir de forma independiente.

C. Competencia (C) y nicho • La competencia es una relación entre los individuos de una o más especies que al utilizar el mismo recurso (alimento o territorio) no pueden coexistir. • Puede ser inter o intraespecífica. • La intraespecífica es más fuerte. Mecanismo de selección natural. • La interespecífica contribuye a la organización de los ecosistemas.

Competencia intraespecífica

Competencia interespecífica

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

Nicho ecológico • Es el conjunto de circunstancias, relaciones con el ambiente, conexiones tróficas y funciones ecológicas que definen el papel desempeñado pro una especie de un ecosistema. • El concepto se deriva de la competencia establecida entre las especies.

• El hábitat de las garzas es el pantano, mientras que el nicho lo constituyen todas las circunstancias que rodean a cada especie de garza. • Cada especie de garza tiene un nicho ecológico diferente del resto de garzas con las que comparte hábitat.

• Nicho potencial (ideal o fisiológico). Es aquel que satisface todas las necesidades de una determinada especie. Es teórico. • Nicho ecológico (real). Es el ocupado por una especie en condiciones naturales

5.5. BIODIVERSIDAD • Es la riqueza o variedad de las especies de un ecosistema y la abundancia relativa de los individuos de cada especie. • Un ecosistema es más diverso cuanto mayor número de especies tiene y cuanto mayor sea el número de individuos por especie. • Un ecosistema diverso es más estable.

• Tras la Conferencia de Río de Janeiro de 1992, el término engloba tres conceptos: – Variedad de especies que hay en la Tierra. – Diversidad de ecosistemas en nuestro planeta. – Diversidad genética.

• A lo largo de la historia de la vida la biodiversidad ha sufrido numerosos altibajos. • Al cambiar las condiciones del medio muchas especies, sobre todo las k estrategas, se extinguieron. • La tasa de extinción ocurrida a lo largo de los tiempos geológicos fue de una especie cada 5001000 años. • Actualmente las especies se están extinguiendo a un ritmo cien veces superior.

• Protegiendo la biodiversidad estamos protegiendo, entre otras cosas, unos valiosos recursos farmacéuticos, algunos de los cuales aún no han sido descubiertos. • Aproximadamente un tercio de los remedios utilizados contra el cáncer y otras enfermedades proceden de hongos y plantas silvestres, la mayoría encontrados en las selvas tropicales.

Plantaciones de soja

Índice del Planeta viviente (LPI) • Es un indicador de presión sobre el medio ambiente establecido por el PNUMA con el que se mide el grado de pérdida de biodiversidad.

• Ecosistemas forestales: tasa de extinción de un 30% (de un total de 319 especies). • Ecosistemas de agua dulce: tasa de extinción 26% (de un total de 194 especies) • Océanos: tasa de extinción 25% (de 217 especies de animales marinos). • Combinando los tres parámetros se calcula el LPI, que actualmente es del 27%.

A. Causas de la pérdida de biodiversidad • Sobreexplotación: deforestación, sobrepastoreo, caza y pesca abusivas, comercio ilegal de especies protegidas.

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

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

B. Medidas para evitar la pérdida de la biodiversidad • La preservación de la biodiversidad se ha convertido en un objetivo prioritario para la consecución del desarrollo sostenible. • Para tener en cuenta la riqueza de los países se valoran tres aspectos: – Riqueza material o económica. – Riqueza cultural. – Riqueza biológica o biodiversidad.

• Algunas medidas para evitar la pérdida de biodiversidad: – Establecer espacios protegidos. – Realizar estudios sobre el estado de los ecosistemas (huella ecológica o Índice de Planeta Viviente). – Decretar y respetar las leyes promulgadas específicamente para la preservación de las especies de los ecosistemas. • 800 especies en peligro de extinción. • 29.000 especies amenazadas.

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

5.6. SUCESIÓN ECÓLÓGICA Y CONCEPTO DE MADUREZ ¿Qué ocurrirá con el tiempo en este campo?

• Sucesión ecológica: son los cambios producidos en los ecosistemas a lo largo del tiempo. • Madurez ecológica, es el estado en el que se encuentra un ecosistema en un momento dado del proceso de sucesión ecológica. Comienza en estadios iniciales poco maduros y llega a unos más avanzados y maduros de biocenosis más organizadas. • El último nivel de complejidad recibe el nombre de comunidad clímax, que representa el grado de máxima madurez. • Un ecosistema puede sufrir un proceso inverso a la sucesión por causas naturales o antrópicas. Este proceso se llama regresión.

A. Tipos de sucesiones • Sucesiones primarias. Parten de un terreno virgen como rocas, dunas o islas volcánicas. • Sucesiones secundarias. Se producen en lugares que han sufrido una perturbación que ha sido la causa de una regresión

B. Reglas generales en las sucesiones • A medida que transcurren las sucesiones se pueden apreciar una serie de cambios en los ecosistemas: – – – – –

La diversidad aumenta. La estabilidad aumenta. Cambio de unas especies por otras. Aumento del número de nichos. Evolución de los parámetros tróficos.

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

5.7. ALGUNAS REGRESIONES PROVOCADAS POR LA HUMANIDAD • A. Deforestación. – El daño depende de la intensidad con que se produzca y del tipo de suelo. – La agricultura tradicional tenía por costumbre plantar árboles frutales o dejar setos de vegetación autóctona. Después de abandonar los campos era relativamente fácil llegar a comunidades clímax. – En los bosques templados, como hay mucha materia orgánica, se puede restaurar el bosque primitivo. En los bosques tropicales la recuperación es muy difícil.

• B. Incendios forestales. – El fuego es un factor ambiental natural, especialmente en los ecosistemas templados. – Tradicionalmente la humanidad ha venido usando esta técnica con la finalidad de favorecer el pastoreo. – Las oleadas de incendios de los últimos años en los ecosistemas mediterráneos han producido muchos daños. – La abundancia de vegetación pirófila, pone en peligro la regeneración del robledal y el encinar autóctonos.

• C. Introducción de nuevas especies. – Introducción de conejos en Australia que afectó de manera determinante a los canguros. – En la península Ibérica: visón americano, mejillón cebra, la perca, el lucio, el cangrejo americano.

5.8. PRINCIPALES BIOMAS TERRESTRES