Conceptos ecológicos \
  Conceptos ecológicos
  Se denomina biosfera a la comunidad más grande posible que comprende a todos los organismos vivos que se encuentran sobre o alrededor del planeta tierra.

4.1.- ECOSISTEMAS
El término ECOSISTEMA fue propuesto por A.G. Tansley en 1935, como un nombre para el sistema de integración que se forma entre los seres vivos y sus factores no vivos. Tansley dijo que el ecosistema no solo incluye un complejo de organismos sino que también un complejo de factores físicos que llamamos AMBIENTE.

Los aspectos fundamentales que un ecosistema involucra son: la circulación, transformación y acumulación de la energía y la materia a través de las actividades de los seres vivos.


El Ecosistema se compone de poblaciones que actúan entre sí y con el ambiente abiótico, en un área determinada. Los ecosistemas poseen mecanismos que mantienen ciertas características propias.


Así como las poblaciones exhiben características que no están presentes en los organismos individuales, los ecosistemas tienen atributos que no se muestran en las poblaciones individuales que los componen. Todos los ecosistemas son sistemas abiertos: dependen de la entrada de energía y ellos mismos producen salidas de calor (energía).


Los ecosistemas también dependen de los ciclos biogeoquímicos, del agua y otros, para obtener nutrientes, agua, etc., produciendo salida de nutrientes y de agua. Además, en la mayoría de los ecosistemas están entrando organismos: plantas, animales y microorganismos.
A pesar de ser sistemas abiertos y dinámicos los ecosistemas poseen ciertas estructuras y funciones características que son el resultado de la operación de varios sistemas que actuan a nivel del ecosistema. Entre estos están las comunidades bióticas, los biomas, las estratificaciones y las sucesiones ecológicas:

Comunidades bióticas: Todas las poblaciones vegetales y animales que interactúan en un área determinada, constituyen una comunidad biótica. Una comunidad biótica es un ecosistema menos los componentes abióticos. La mayoría de los análisis de las comunidades representan una descripción detallada o bien una clasificación de los organismos que existen reunidos en un momento dado.


La composición de especies de cualquier ecosistema se determina, tanto por el tipo de acción entre las especies como por las condiciones ambientales presentes. Por ejemplo varios tipos de semillas pueden ser transportadas por el viento y por los animales hasta un habitat específico, pero solamente sobrevivirán y se desarrollarán aquellas que son capaces de dominar o coexitir con las especies presentes en la comunidd. Una especie puede habitar un área tornarse dominante y evitar la entrada de otras especies menos dotadas. Asimismo las condiciones ambientales abióticas también limitan el número de miembros de un ecosistema particular. Una especie puede ser capaz de tolerar los limites de humedad, intensidad de la luz, velocidad del viento, composición del suelo y temperatura de manera que permanece en un área particular.


La composición de especies varía considerablemente de un ecosistema a otro debido al gran número de habitat diferente que pueden desarrollarse aún cuando sus características sean muy similares por ejemplo un arbol en descomposición y los helechos que están sobre él.


Habitat: Es el lugar o área que ocupa cualquier especie. Un ecosistema contiene varios hábitat determinados por la estructura de la comunidad biótica, es decir por los organismos presentes en el ecosistema.

El término bioma se emplea para designar a comunidades bióticas terrestres que abarcan grandes áreas geográficas y que exhiben asociaciones similares de plantas y animales, así como una estructura semejante. A menudo el mundo se divide en grandes comunidades denominadas biomas.


Los ecosistemas que poseen muchas especies presentan relaciones alimenticias más complejas. Las cadenas alimenticias individuales se vuelven parte de una red alimenticia multidimensional de la comunidad. En ellas existen más alternativas de alimentación para cada una de las especies. Al existir mayor número de éstas (diversidad de especies) se presentan más interconexiones las cuales unen intimamente a todos los elementos del sistema.


Esencialmente surge un sistema de múltiples ciclos de retroalimentación ya que una alteración en una parte del sistema se amortigua por la acción producida en otra y esto algunas veces no permite ver los daños al ecosistema hasta llegar a ser demasiado grandes.


Estratificación: Todos los ecosistemas se estratifican en cierto grado. La estratificación se refiere a las separaciones entre organismos en el espacio, o bien, en el tiempo. Un ecosistema puede estratificarse en el espacio ya sea verticalmente (capas) o bien horizontalmente (circulos concéntricos). Los organismos que se hallan dentro de los ecosistemas pueden presentar también patrones diarios, lunares, estacionales o irregulares, que los separan en el tiempo.

En los ecsistemas terrestres la estratificación espacial se determina principalmente por las formas vegetales presentes. En los ecosistemas acuáticos, la estratificación espacial se determina generalmente por la profundidad del agua, la pentración de la luz y la temperatura.
Las comunidades presentan alguna forma de estratificación. Este tipo de diversidad ambiental aumenta el número de microhabitas y permite que haya un mayor grado de diversidad en la comunidad y por lo tanto de estabilidad. A continuación se analizan las diferentes formas en que una comunidad puede estructurarse o subdividirse temporalmente:


Estratificación vertical: Comúnmente se distinguen dos capas de estratificción vertical: un estrato superior en que existe penetración de la luz y un estrato regenerativo inferior donde se acumula la materia orgánica. En el estrato superior, donde hay penetración lumínica, dominan los organismos autótrofos. En un ecosistema terrestre el estrato superior está representdo a menudo por la vegetación del bosque, en uno acuático por la capa superior del mar, lago o estanque. El estrato regenerativo inferior donde se acumula la materia orgánica aparece dominado por los consumidores. En los ecosistemas terrestres este estrato corresponde al suelo, en el acuático al sedimento. Ambos estratos pueden dividirse en subestratos.


El estrato superior de un ecosistema terrestre como un bosque, puede dividirse verticalmente en varias capas de acuerdo con las diferentes alturas de su vegetación. La gran variedad de formas de vida en un bosque indica generalmente que éste está estratificado, por ejemplo un bosque siempre verde (bosque cerrado): los árboles más altos constituyen el dosel y recibe la luz solar en forma completa. El follaje de estos árboles puede absorver y difundir más de la mitad de la luz solar disponible. Los más bajos entre los cuales existen individuos juveniles de las especies que forman el dosel, así como otras especies de menor altura, generalmente estas son especies de tolerancia a la sombra.


Los arbustos que reciben solamente cerca del 10% de la luz del sol que se ha filtrado a través de los pisos superiores.
Las hierbas, helechos y musgos, es la capa terrestre, los cuales necesitan muy poca luz para existir generalmente del 1-5%, en un bosque muy denso menos del 1% llega hasta el suelo.


El número de capas de vegetación que puede haber sobre el suelo y el grado en que este se desarrollo varía con el tipo de bosque. Los bosques lluvioso tropical son los más estratificados con cinco y hasta seis capas, el siguiente esta representado por los bosques deciduos bien desarrollados generalmente presentan cuatro capas; y el menos estratificado corresponde a los bosques de coniferas (aciculifoliados) que presentan usualmente tres capas.


Junto a la estratificación de la vegetación en un bosque existe la estratificación de la temperatura, de la luz y de la humedad. El dosel del bosque desempeña un papel principal en el proceso de esta estratificación, ya que recibe la fuerza íntegra del clima. El dosel sirve para modificar la intensidd de la luz, la temperatura, la velocidad del viento y la humedad hacia el estrato regenerativo inferior.


El perfil del suelo y el grosor relativo de los horizontes varía significativamente dependiendo del clima, la topografía, la vegetación y el material original de una región en particular. En los diferentes ecosistemas se encontraran diferencias significativas en los perfiles del suelo debido a las grandes diferencias en el drenaje, la pendiente, el viento, la vegetación, etc. El suelo es importante para la determinación de la densidad y los tipos de vida vegetal en el área. A su vez, la vida vegetal influye sobre la existencia de los organismos del suelo (bacterias, lombrices, ciempiés, ácaros y otros).


La estratificación horizontal: estudia la vegetación en anillos concéntricos, desde el límite exterior (borde) del ecosistema hacia el centro. Esta es otra forma de subdividir los ecosistemas. Las diferencias en la vegetación son producidas primordialmente por el clima y las condiciones locales. Este tipo de estratificación es muy útil en el estudio de sistemas acuáticos.
Los cambios horizontales en las principales comunidades no empiezan y terminan en forma abrupta. Algunas veces las comunidades se separan mediante limites bastante claros, por ejemplo un estanque que limita a un bosque. Pero generalmente las comunidades se mezclan entre sí de manera que es difícil determinar donde comienza una y donde termina otra. Las áreas de transición en las que se mezclan dos grandes comunidades bióticas se denominan ecótonos. Por ejemplo una playa constituye el ecótono entre las comunidades terrestres y marina. Los ecótonos contienen generalmente organismos de ambas comunidades así como también especies adaptadas al mismo ecótono. Algunas veces se denomina efecto de borde a esta diversidad de especies de un ecótono, por ejemplo las aves existen en mayor variedad y densidad en el borde de un bosque que en el interior del mismo.
Cada uno de los sustratos de un ecosistema posee su propio tipo de alimentos, abrigo, temperatura, luz y condiciones de humedad, por esto cada uno resulta adecuado para organismos particulares. La diversidad de la vida animal depende de la estratificación de la vida vegetal (no hay separación), aún cuando ocurre un cierto intercambio en las diferentes capas, muchos de los animales de gran movilidad permanecen más tiempo en una sola capa.


A medida que aumenta el grado de estratificación, se incrementa también el número de habitats disponibles, lo cual conduce a una mayor diversidad de las especies en el sitio. De esta manera la mayor estratificación da lugar a redes alimenticias más complejas, las cuales a su vez determinan una mayor estabilidad de la comunidad.


La estratificación vertical y horizontal constituyen conceptos espaciales.
La periodicidad es otro tipo de estratificación –estratificación temporal (tiempo).
La periodicidad se refiere a los cambios recurrentes regulares que son el resultado en cierta medida de los cambios rítmicos o cíclicos en las actividades de los organismos del ecosistema.


La mayor parte de las actividades de las comunidades tienen carácter periódico. Están sincronizadas con las influencias físicas tales como la duración del día y de la noche (fotoperiodicidad), la intensidad lumínica, la humedad, la temperatura y las mareas. La existencia de cualquier comunidad depende de esta sincronización de sus actividades con su ambiente.
La periodicidad del ecosistema es producida por los cambios en las plantas y en los animales que resultan de los ritmos diarios, lunares y estacionales. Se ha demostrado que esta sincronización es una especie de reloj biológico y constituye una característica universal de las plantas y de los animales. Esta función biológica puede controlarse químicamente a nivel celular.


Ritmos diarios: La mayoría de las plantas y de los animales coordinan sus actividades dentro del fotoperíodo de 24 horas representado por el día y la noche. La fotoperiodicidad es la respuesta de un organismo a la duración de las condiciones de luz y oscuridad.
El amanecer y el crepúsculo (atardecer) señalan el principio o el final de la actividad de los organismos, dependiendo del carácter de estos: diurnos (activos en la luz) o nocturnos (activos en la oscuridad). La fotosíntesis es un buen ejemplo de la periodicidad diaria, para poder elaborar los carbohidratos las plantas necesitan luz, por lo tanto el amanecer señala el principio del proceso fotosintético y con el crepúsculo termina el proceso en el que se necesita la luz y comienza la actividad química en período de oscuridad.


Muchos mecanismos determinan el carácter diurno o nocturno de una especie. Cada una de éstas posee diferentes requerimientos de luz, humedad y temperatura.
También el hombre ha estado sujeto a estos ritmos a través de la evolución, por lo que es probable que también posea ritmos diarios. La investigación ha demostrado que éste es el caso. El hombre es un animal diurno cuya actividad máxima se presenta durante el día. Los trabajos de investigación al respecto, indican que el hombre no funciona tan eficientemente si sus actividades son cambiadas a la noche.


Ritmos lunares: son los ritmos que corresponden a los períodos lunares o mensuales. La mayor parte de los organismos que muestran una periodicidad lunar son marinos. Esto es sorprendente si se toma en cuenta el fuerte efecto de la luna sobre las mareas.

Ritmos estacionales: ritmos que corresponden a las estaciones del año. El reloj biológico resulta también útil para sincronizar las actividades de las comunidades con las estaciones del año. Comparando sus ritmos internos con los del ambiente, los organismos de una comunidad se preparan para las situaciones venideras como la estación seca y el invierno. Por lo tanto como resultado de generaciones de selección evolutiva, los animales y las plantas se reproducen generalmente en el período del año en que las oportunidades de supervivencia son óptimas. Las actividades estacionales incluyen la etapa de crecimiento de las plantas, el apareamiento y la migración de los animales, la floración y el letargo de las plantas.
Sucesión ecológica: La sucesión ecológica es el proceso dinámico mediante el cual los ecosistemas cambian con el tiempo. La sucesión ecológica es un proceso dinámico de la naturaleza.


Una sucesión particular progresa como resultado de interacciones complejas de los factores bióticos y abióticos. Una especie dominante modifica la estratificación del ecosistema y del suelo, haciéndolo menos favorable para su propia descendencia (competencia) y más adecuado para la entrada de alguna nueva especie. Al paso del tiempo las nuevas especies de tornan dominantes y modifican su ambiente en forma que suprimen las actividades de las especies existentes y se prepara la entrada de otra nueva especie, la cual a su vez también altera el medio.


Este proceso de reemplazo gradual y continuo se mantiene hasta que se desarrolla un ecosistema estable y relativamente complejo. Cuando se alcanza este estado de equilibrio
o madurez de un ecosistema permanece en posesión del área y se perpetua a menos que se presente algún cambio inesperado como un incendio del bosque, una inundación o un huracán, lo cual reduce el ecosistema a su etapa más simple.


Si un ecosistema maduro se reduce a esta etapa más sencilla los procesos dinámicos se presentan otra vez y el ecosistema procede a su maduración o estado de equilibrio. Esto se conoce como sucesión ecológica.
El proceso de cambios que sigue desde etapa pionera o inicial hasta el ecosistema maduro
o estable se denominan sere, cada una de las etapas individuales o comunidades transitorias se considera una comunidad seral, la cual es temporal y puede existir por un corto espacio de tiempo o bien por un gran número de años. Algunas veces pueden omitirse una o más etapas serales. Por ejemplo un pastizal puede desarrollarse directamente en un bosque de árboles prescindiendo de la etapa de matorrales o arbustos. La etapa o comunidad final en una sucesión se denomina comunidad climax o ecosistema maduro.


No obstante que los animales no pueden considerarse de ninguna manera como agentes pasivos en la sucesión de un ecosistema, los cambios más significativos los producen los vegetales. Las sucesiones ecológicas se llaman a menudo sucesiones vegetales.
Los ecosistemas maduros no son estáticos, están cambiando lentamente a medida que se presentan modificaciones biológicas autodestructivas. Las variaciones importantes de los ambientes bióticos o abióticos pueden causar cambios más rápidos. En su mayor parte, las comunidades climax constituyen ecosistemas que se han adaptado a los patrones climáticos y topográficos. Conservan su estabilidad en la medida de su capacidad para responder favorablemente a las diferentes alteraciones ambientales a corto plazo del tipo de los cambios de las estaciones, una helada, etc. Solamente el tiempo y las condiciones específicas que se presenten en el ambito, pueden determinar la estabilidad futura de estos sistemas.


Aún cuando el clima y otros fctores físicos influyen en la composición de un ecosistema, esencialmente el propio ecosistema determina la sucesión.
La sucesión puede relacionarse con el flujo energético en el interior del ecosistema. La productividad o sea la velocidad a la cual los organismos fijan la biomasa, varía con la suceción ecológica.


Las comunidades inmaduras que están en sus primeras etapas, poseen productividad neta elevada, mientras que los ecosistemas climax o maduros tienen una productividad neta igual a cero. Este proceso determina que las comunidades climax estén constituidas por organismos grandes y de larga vida, muchos nichos y redes alimenticias complejas. Todo el tejido que se desarrolle se consume, manteniéndose de esta manera el equilibrio.
   
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