Ecología y Ecosistemas

Ecología y Ecosistemas

Ecología. ¿Qué es la ecología?

La ecología, según su definición usual, es el estudio científico de las relaciones entre los organismos y su ambiente. Esta definición es solamente correcta si se consideran los términos “relaciones” y “ambiente” en su acepción mas amplia. El concepto “ambiente” incluye no sólo las condiciones físicas, sino también las condiciones biológicas en que vive un organismo. El vocablo “relaciones” abarca en este caso, las interacciones de los organismos tanto con el mundo físico como con los miembros de su misma especie y con los de las demás especies.

El término ecología deriva de las palabras griegas oikos, que significa “casa” , y logia que significa “estudio de “. Literalmente , la ecología es el estudio de la casa. Tiene la misma raíz verbal que economía, o “gestión de la casa”. Podemos considerar la ecología como el estudio de la economía de la naturaleza.

El término fue acuñado originariamente por zoólogo alemán Ernst Haeckel en 1866. Él lo llamó Oecologie y definió su ámbito de aplicación como el estudio de las relaciones entre los animales y su ambiente.

La unidad de estudio de la ecología: El ecosistema

Los organismos interactúan con su ambiente dentro del contexto del ecosistema. La parte eco de la palabra se refiere al ambiente. La parte sistema implica que el ecosistema es un sistema. Un sistema es un conjunto de elementos interrelacionadas que funcionan como un todo. El motor de un automóvil es un sistema; las piezas del motor, tales como el sistema de encendido, también son sistemas.

De ese modo, el ecosistema contiene partes que interactúan formando una unidad. En general, el ecosistema consiste en dos componentes básicos interrelacionados, la parte viva o biótica, y la parte física o abiótica.

Tomemos un ecosistema natural, por ejemplo, un bosque. El componente físico del bosque está constituido por la atmósfera, el suelo, el clima y el agua. La gran variedad de microorganismos, plantas y animales diferentes que habitan el bosque constituyen el componente biótico.

Cada organismo no reacciona tan solo frente al ambiente físico, sino que también lo modifica, convirtiéndose así en remodelador del ambiente, siendo una parte del mismo. Los árboles de la cubierta vegetal de un bosque interceptan la luz del sol y usan su energía para realizar el proceso de la fotosíntesis. Con ello modifican el ambiente de las plantas que viven bajo ellos, reduciendo la luz del sol y bajando la temperatura del aire.

Los pájaros que se alimentan de los insectos que habitan en la capa de hojarasca del bosque reducen el número de insectos, modificando el ambiente de aquellos organismos que comparten éste recurso alimentario.

De ese modo, en los ecosistemas, el ambiente vivo y el físico interactúan de forma estrecha, lo que hace que se tornen muy complejos, como mostraremos en los casos de estudio.

Componentes de un ecosistema: Organización y Jerarquías

Los diferentes tipos de organismos que habitan en nuestro hipotético bosque, se integran en poblaciones. En ecología, una población es un grupo de individuos que pueden (potencialmente) reproducirse entre sí, y que coexisten en el espacio y tiempo. Esta definición implica que los individuos que constituyen la población pertenecen a la misma especie.

Las poblaciones de plantas y animales del ecosistema no funcionan de forma independiente. Algunas poblaciones compiten con otras por unos recursos limitados, tales como el alimento, el agua o el espacio. En otros casos, una población es el recuso alimentario de otra (como veremos mas adelante en la unidad 2). Dos poblaciones pueden beneficiarse mutuamente, cada una de ellas funcionando mejor en presencia de la otra. Todas las poblaciones de un ecosistema se relacionan con las demás, y en su conjunto constituyen una comunidad.

La comunidad y el ambiente físico constituyen el ecosistema. Ahora podemos, apreciar que el ecosistema tiene muchos niveles. En un primer nivel, los organismos individuales, incluyendo hombres, reaccionan frente al ambiente físico e influyen en sobre el mismo.

En el siguiente nivel, los individuos de la misma especie forman poblaciones que podemos describir en términos de abundancia, tasa de crecimiento y distribución por edades. En un nivel superior, los individuos de estas poblaciones interactúan entre sí y con los de otras poblaciones para formar una comunidad. Los herbívoros consumen plantas, los depredadores se comen a sus presas, y todos ellos compiten por unos recursos limitados.

Cuando los individuos mueren, sus restos se descomponen y liberan al suelo los nutrientes que éstos habían consumido e incorporado a sus tejidos, reciclándose de este modo. Todo esto es lo que estudia la ecología: las interacciones de los organismos con su ambiente.

Combinados, los ecosistemas de la Tierra forman el ecosistema planetario o biosfera.

Los organismos de la biosfera no sólo se adaptan al ambiente sino que, además, interactúan con él modificando y controlando las propiedades físicas y químicas de la biosfera. Ésta visión de una biosfera autosuficiente, donde cada organismo está vinculado a los otros, se conoce como la hipótesis Gaia.

Aunque no todos los ecólogos están de acuerdo con esta hipótesis, sirve para advertir que una alteración importante de la biosfera puede poner en peligro nuestra propia supervivencia.

UNIDAD 2

Componentes de un Ecosistema

¿Por qué en regiones diferentes se presentan ecosistemas diferentes?

Un asunto intrigante es, ¿por qué los ecosistemas diferentes se presentan en regiones diferentes? y, por otra parte, ¿por qué ellos se encuentran restringidos a estas áreas? La respuesta general viene dada por dos tipos de observaciones. Primero, las diferentes regiones del mundo tienen condiciones climáticas muy diferentes. Segundo, usualmente las plantas y animales están específicamente adaptadas a condiciones particulares. Por lo tanto, es lógico asumir que las plantas y animales se limiten a las regiones o localidades donde sus propias adaptaciones correspondan a las condiciones prevalecientes.

Factores Abióticos

Todos los factores químico-físicos del ambiente son llamados factores abióticos (de a, "sin", y bio, "vida). Los factores abióticos más importantes son la precipitación (lluvia más nevadas) y temperatura; sabemos que estos factores varían grandemente de un lugar a otro, pero las variaciones pueden ser aún mucho más importantes de lo que normalmente reconocemos.

No es solamente un asunto de la precipitación total o la temperatura promedio. Por ejemplo, en algunas regiones la precipitación total promedio es de más o menos 100 cm por año que se distribuyen uniformemente por el año. Esto crea un efecto ambiental muy diferente al que se encuentra en otra región donde cae la misma cantidad de precipitación pero solamente durante 6 meses por año, la estación de lluvias, dejando a la otra mitad del año como la estación seca.

Igualmente, un lugar donde la temperatura promedio es de 20º C y nunca alcanza el punto de congelamiento es muy diferente de otro lugar con la misma temperatura promedio pero que tiene veranos ardientes e inviernos muy fríos. De hecho, la temperatura fría extrema es más significativa biológicamente que la temperatura promedio.

Pero también otros factores abióticos pueden estar involucrados, incluyendo tipo y profundidad de suelo, disponibilidad de nutrientes esenciales, viento, fuego, salinidad, luz, longitud del día, terreno y pH (la medida de acidez o alcalinidad de suelos y aguas).

Como ilustración, tomemos el terreno: en el Hemisferio Sur, las laderas que dan hacia el sur generalmente presentan temperaturas más frías que las que dan hacia el norte. O considere el tipo de suelo: un suelo arenoso, debido a que no retiene bien el agua, produce el mismo efecto que una precipitación menor. O considere el viento: ya que aumenta la evaporación, también puede tener el efecto de condiciones relativamente más secas. Sin embargo, estos y otros factores pueden ejercer por ellos mismos un efecto crítico.

Resumiendo, podemos ver que los factores abióticos, que se encuentran siempre presentes en diferentes intensidades, interactúan unos con otros para crear una matriz de un número infinito de condiciones ambientales diferentes.

Óptimos y Rangos de Tolerancia

Veremos ahora la manera en que diferentes especies se "ajustan" a condiciones ambientales diferentes.

A través de observaciones de campo (observaciones de cosas como existen en la naturaleza en contraposición a experimentos de laboratorio), podemos llegar a la conclusión que especies diferentes de plantas y animales varían grandemente en cuanto a su tolerancia (capacidad para soportar) a diferentes factores abióticos. Esta hipótesis ha sido examinada y verificada a través de experimentos llamados "pruebas de estrés".

Por ejemplo, la temperatura a la cual se presenta la máxima tasa de crecimiento se llama la temperatura óptima. La gama o rango de temperatura dentro del cual hay crecimiento se llama el

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