UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTIN FACULTAD DE MEDICINA HUMANA

Escuela Académica Profesional de Medicina Humana

Ing. M.Sc. JORGE SANCHEZ RIOS

ECOLOGÍA

CAPITULO II: ORGANISMOS O INDIVIDUOS

ORGANISMOEntidad biológica capaz de reproducirse o de transferir material genético, incluyéndose dentro de este concepto a las entidades microbiológicas, sean o no celulares, de los cuales realizan funciones específicas.

• Condiciones abióticas: Temperatura, humedad, pH, salinidad, sustrato.

• Factores de sitio o hábitat:      Clima: Radiación, temperatura,

humedad relativa, viento, etc.      Topografía: Exposición, fisiografía, etc.      Suelo: Textura, estructura, pH, minerales, etc.° Factores bióticos: Asociación de plantas, etc.

Los organismos aprovechan los factores como recursos, usando el agua, la luz, el CO2, los nutrientes y también otros organismos como recursos.

En otras palabras, los recursos utilizados por las plantas son luz (fotosíntesis), calor (energía procesos metabólicos), agua (funcionamiento y transporte celular), Compuestos químicos (nutrientes, O2).

• Factores mecánicos como fuego, viento, nieve (modifican otros factores).

• Los recursos también pueden ser limitados o ilimitados.

• Caso ejemplo: Energía solar.

Agua: Recurso importante, que se estudia generalmente cuando es factor limitante.

Clima: Conjunto de condiciones atmosféricas. Los principales factores son precipitación y temperatura, después el viento.

Ley del mínimo: LIEBEG, 1840. Ej. Cantidad mínima de magnesio para cultivo (factor limitante).

Ley de la tolerancia: SHELFORD, 1913. Ley de máximo, ante ciertas concentraciones de elementos la vida ya no es posible.

• Es importante enfatizar que tanto demasiado como demasiado poco de cualquier factor abiótico simple puede limitar o prevenir el crecimiento a pesar de que los demás factores se encuentren en, o cerca de, el óptimo.

• Esta modificación de la ley del mínimo se conoce como la Ley de los Factores Limitantes. El factor que esté limitando el crecimiento (o cualquier otra respuesta) de un organismo se conoce como el factor limitante.

EL FITNESS O EFICACIAEL FITNESS O EFICACIA

El fitness es una forma de evaluar la adecuación del ajuste entre un tipo de organismo y su ambiente: La contribución esperada de un alelo, genotipo o fenotipo a las generaciones futuras.

El fitness está determinado por la contribución proporcional que cierto tipo de individuo hace a las futuras generaciones de la especie.

Los individuos más aptos (de mayor "fitness") dentro de determinada población son aquellos que dejan el mayor número de descendientes.

Los individuos están caracterizados por un genotipo: su composición genética y por un fenotipo que es la expresión del genotipo modelada por el ambiente.

“El más fuerte”, es el que tiene mayor éxito reproductivo. Este se mide por fitnes o adecuación biológica.

  N° descendientes individuo X

Fitnes= -----------------------------------------------------------

N° descendientes que deja el de mayor éxito

Nicho:

Los factores abióticos influyen en la sobrevivencia y la reproducción (para reproducirse hay que sobrevivir).

El nicho ecológico: es el conjunto de condiciones bióticas y abióticas en el cual el organismo puede desarrollarse y reproducirse.

El nicho ecológicoEl nicho ecológico

La definición aceptada actualmente fue propuesta en 1957 por HUTCHINSON:

• Unidimensional

• Bidimensional

• Tridimensional

En la figura se observa que existe un rango de temperatura óptimo para que una especie pueda alcanzar su mayor fitnes. Existen muchos otros factores o variables que definen el nicho ecológico.

Clasificación OrganismosClasificación Organismos

Autotrófos: Son organismos capaces de sintetizar sus metabolitos esenciales a partir de sustancias inorgánicas

Los productores son los organismos autótrofos y en especial las plantas verdes, que ocupan el primer nivel trófico.

Heterótrofos: Son aquellos que deben alimentarse con las sustancias orgánicas sintetizadas por otros organismos, bien autótrofos o bien heterótrofos como ellos.

1.Descomponedores: Consumen las plantas y animales, así como los productos de desecho de la digestión, los heterótrofos son principalmente bacterias y hongos.

2.Parásitos

3.Predadores (Hervívoros y Carnívoros)

Especialistas: Organismos que se alimentan en un rango muy estrecho de recursos.

Generalistas: Organismos que se alimentan en un rango muy amplio de recursos.

Casos Ejem : ¿En zonas áridas o semiáridas, convendrá ser generalista especialista?

Ciclo de vida: Enumeración de eventos entre un período a otro.

Ejemplo plantas:

Semillas -> germinación -> plántulas -> juvenil -> adulto -> reproducción

Ejemplo insectos:

Huevos -> larvas -> pupas -> adultos

Los datos de las tablas de vida proporcionan antecedentes para analizar el estado de las poblaciones. Ej. Patrón de Mortalidad Según como sea la curva, se puede inferir que: I : Los individuos se mueren viejos.II : La tasa de mortalidad es constante.III : La mortalidad se concentra en las etapas juveniles.

¿QUÉ ES LA VIDA?

Las características de los seres vivientes

• La palabra vida no tiene una definición sencilla.

• Se reconocen ciertas características que tienen los seres vivientes:– Capacidad de crecer.– Responder a estímulos.– Reproducirse.

• Todos los seres vivientes tienen la misma estructura básica: la célula.

• Organismos unicelulares: ameba.

• Organismos pluricelulares: roble.

Las características de los seres vivientes

El crecimiento

• El crecimiento es un aumento en la masa viviente.

• Muchos organismos también crecen aumentando el número total de células– Comparación unicelulares y

multicelulares.• Crecimiento por asimilación.

La reproducción

• La reproducción es el proceso mediante el cual se producen nuevos individuos.

• Es necesaria para la supervivencia de un grupo de seres vivientes (extinción).– R. Asexual.– R. Sexual.

REPRODUCCIÒN CELULAR ASEXUAL

• FISIÒN BINARIA, es el proceso más simple. La célula entra en un estado de metabolismo hasta que se divide en dos.

• En biología, tipo de reproducción asexual que se caracteriza por la división de un cuerpo en dos o más partes, cada una de las cuales forma un individuo completo.

• Puede ser transversal (se produce a lo ancho del organismo), como en el caso del paramecio, o longitudinal (a lo largo del organismo), como en la euglena, un flagelado colonial.

La respuesta a estímulos

• La capacidad de los organismos para reaccionar a los cambios en el ambiente es una característica de la vida.

• Un cambio que puede causar una reacción es un estímulo.

• La reacción de un organismo a un estímulo se llama una respuesta.

El metabolismo

• La suma de todas las actividades químicas que se llevan a cabo en un ser viviente se llama metabolismo.

• Los procesos metabólicos que comprenden la degradación del alimento en sustancias más simples se conocen como digestión.

• La respiración comprende los procesos por los que la mayoría de las células obtienen energía.

• La síntesis incluye los procesos metabólicos mediante los cuales los seres vivos combinan sustancias simples para formar sustancias más complejas.

EL ENCUENTRO ENTRE LOS EL ENCUENTRO ENTRE LOS ORGANISMOS Y SUS AMBIENTESORGANISMOS Y SUS AMBIENTES

Es evidente que en los diferentes ambientes del planeta ocurren diferentes tipos de organismos

esto no es producto del azar, sino de la existencia de una cierta correspondencia entre organismos y ambientes, a la que usualmente consideramos como parte del orden natural de las cosas.

ACLIMATACIÓNACLIMATACIÓN• La "aclimatación" es la

capacidad del individuo de modificar sus estructuras ante las presiones del ambiente, capacidad que desarrolla a lo largo de la evolución.

La aclimatación es el ajuste que los individuos de cierta generación son capaces de desarrollar En el ambiente al que están adaptados.

La "adaptación" es el acomodamiento a cierto tipo de ambiente desarrollado por la especie a lo largo de las generaciones.

ADAPTACIÓNADAPTACIÓN

En síntesis, la adaptación marca la capacidad global de acomodarse a determinado tipo de ambiente, y es producto de la evolución de las especies.

Selección natural

La selección natural es la base de todo el cambio evolutivo

Es el proceso a través del cuál los organismos mejor adaptados desplazan a los menos adaptados mediante la acumulación lenta de cambios genéticos favorables en la población a lo largo de las generaciones

Selección natural

Cuando la selección natural funciona sobre un número extremadamente grande de generaciones, puede dar lugar a la formación de la nueva especie

Primera Ley de Mendel

Segunda Ley de Mendel

Tercera Ley de Mendel: Ley de la herencia independiente de los caracteres

amarillo-liso, AL

amarillo-rugoso, Al

verde-liso, aL

verde-rugoso, al

LOS FACTORES HISTÓRICOSLOS FACTORES HISTÓRICOS

• A medida que la evolución de las especies dejaba sus huellas sobre la vida del planeta, los organismos animales y vegetales fueron separadas y contactadas de

• Otro factor importante fue el de los grandes cambios climáticos, particularmente aquellos vinculados a las glaciaciones.

distintas maneras, como consecuencia del movimiento de las placas tectónicas de la Tierra.

CONVERGENCIAS Y PARALELISMOSCONVERGENCIAS Y PARALELISMOS

En la naturaleza no existe una variedad inagotable de tipos de organismos; si no que existen algunos tipos básicos que en ocasiones muestran diferencias difíciles de percibir

CONVERGENCIA EVOLUTIVACONVERGENCIA EVOLUTIVA

Es un fenómeno evolutivo por el que organismos diferentes tienden, bajo presiones ambientales equivalentes, a desarrollar en su evolución características (morfológicas, fisiológicas, etológicas, etc.) semejantes (estructuras análogas).

EVOLUCIÓN PARALELAEVOLUCIÓN PARALELA • Este fenómeno ocurre

cuando grupos genéticamente relacionados, y que en algún momento de su historia quedan mutuamente aislados, muestran caminos evolutivos similares.

• El paralelismo entre algunas de las especies es tan notable que es posible considerarlas equivalentes ecológicos.

Especialización intraespecíficaEspecialización intraespecífica

• Con frecuencia puede observarse que las distintas poblaciones de una misma especie, presentan un cierto grado de especialización a los ambientes particulares en los que se desarrolla cada una de ellas

• Esto es particularmente cierto en el caso de los organismos sésiles, que se ven obligados a acomodarse al ambiente que les toca en suerte, sin posibilidades de escapar hacia los sitios más favorables.

• Los organismos móviles pueden ajustar el ambiente en el que viven a sus propias necesidades, simplemente porque poseen la capacidad de buscar el ambiente más propicio.

• Por el contrario, los organismos sésiles deben ajustarse a sus ambientes, simplemente porque no pueden escapar.

Acomodamiento entre las especies y sus ambientesAcomodamiento entre las especies y sus ambientes

Los ecotipos: Son diferentes poblaciones de una misma especie ante la singularidad del ambiente en que crecen.

Polimorfismo genético

Se refiere a las pequeñas diferencias genéticas que se encuentran en los individuos de una misma población.

• Polimorfismos somáticos: cambios morfológicos y funcionales que se producen dentro de un mismo tipo genético ante ciertos cambios ambientales. Ejemplo: Teucrium polium

El ajuste de los organismos a los El ajuste de los organismos a los ambientes variablesambientes variables

• Cambios cíclicos: son aquellos que se repiten siguiendo un cierto ritmo; ejemplo cambios estacionales, movimientos de las mareas, ciclos diarios de luz y oscuridad, etc.

• Cambios direccionales: la dirección del cambio ambiental se mantiene durante lapsos más prolongados que la duración de la vida de los organismos presentes.

Sedimentos en un estuario

Ciclo glaciar-interglacial

• Cambios erráticos: son aquellos que no presentan ni un ciclo, ni una tendencia perceptible.

Huracán Tornado

Ante un ambiente que cambia, el ajuste de los organismos puede motorizarse a través de dos grandes estrategias:

• Cambiando "a posteriori" de los cambios ambientales.

• Cambiando "a priori" del cambio ambiental en respuesta a algún indicio anticipatorio.

Pares de especiesPares de especies • Cuando la evolución de una especie se produce en

respuesta a las presiones de otra especie.• De esto parte el fenómeno usualmente conocido como

coevolución. • Algunos casos son: la coevolución de los osos Koala y

el follaje de los eucaliptos; de los osos Panda y los brotes de bambú; las bacterias fijadoras de nitrógeno y las leguminosas; ciertos insectos polinizadores y sus flores, etc.

Las condiciones ambientalesLas condiciones ambientales

• Entre las principales condiciones ambientales pueden incluirse: temperatura, humedad relativa, pH, salinidad, velocidad de las corrientes de agua, concentración de polucionantes, etc.

¿De qué forma pueden evaluarse las ¿De qué forma pueden evaluarse las respuestas de los organismos ante un respuestas de los organismos ante un

gradiente de cierta condición?gradiente de cierta condición?

• Indudablemente, la evaluación más adecuada sería la del número de descendientes que deja el organismo ante distintos niveles de una condición.

• Sin embargo, en la práctica esto no suele ser fácil de determinar; por consiguiente, es necesario emplear evaluaciones alternativas (ejemplo las tasas de crecimiento, respiración, reproducción, supervivencia, etc.)

HábitatHábitat• Se refiere a lugares

geográficamente concretos, dentro de los cuales pueden existir diferentes tipos de nichos.

• Por ejemplo, el hábitat del bosque Pabloyaco puede proporcionar nichos para , mosquitos, monos, loros etc.

LOS RECURSOS AMBIENTALESLOS RECURSOS AMBIENTALES

En este sentido, TILMAN define a los recursos de un organismo como todas aquellas cosas que éste consume, y agrega: "...así como los nitratos, fosfatos y luz pueden ser recursos para una planta; también el néctar, el polen y un agujero en un tronco pueden ser recursos para una abeja."

• Debe advertirse que los principales recursos de un organismo son los mismos materiales primarios que conforman sus cuerpos, la energía involucrada en sus actividades, y los sitios o espacios en donde desarrollan sus funciones vitales.

• De este modo, en todo ecosistema se construye una cadena de "consumidores y consumidos", en la que cada consumidor de un recurso pasa a ser recurso de otro consumidor.

• Los autótrofos (plantas verdes y ciertas bacterias) incorporan recursos inorgánicos elaborando paquetes de moléculas orgánicas (proteínas, hidratos de carbono, etc.)

• Por su parte, los autótrofos son recursos para los heterótrofos (ejemplo para organismos que requieren recursos orgánicos ricos en energía)

PASAJE DE LOS RECURSOS PASAJE DE LOS RECURSOS DESDE UN ORGANISMO A OTRODESDE UN ORGANISMO A OTRO

Descomposición: en este caso los cuerpos (o partes de ellos) mueren y, junto con secreciones y desperdicios, pasan a ser recursos para los descompositores (bacterias, hongos y animales detritívoros).

Parasitismo.En esta vía de transferencia, los recursos son organismos vivos. Los parásitos no suelen matar a sus presas, y se alimentan de uno o unos pocos organismos huéspedes a lo largo de sus vidas (ejemplo los áfidos que extraen la savia de las plantas).

Predación: en este caso, los recursos son organismos que mueren como consecuencia del ataque del predator.

CONSUMIDORES DE RECURSOSCONSUMIDORES DE RECURSOS

• Es posible dividirlos en generalistas (polífagos) y especialistas.

• Los primeros se caracterizan por consumir una variedad amplia de presas, generalmente discriminadas en función de su aceptabilidad

• Los especialistas son aquellos organismos que se limitan a consumir ciertas presas o partes de ellas (p.e. entre las especies de pájaros es frecuente encontrar especialistas en el consumo de las semillas, o de los frutos de ciertas especies).

La clasificación de recursos La clasificación de recursos

• Recursos esenciales: Son aquellos que no pueden ser sustituidos por otros.

• Recursos perfectamente sustituibles: Dos recursos son perfectamente sustituibles cuando cualquiera de ellos puede reemplazar totalmente al otro.

• Recursos sustituibles complementarios: Cuando la especie consume dos recursos juntos, requiere menos de cada uno que cuando los consume por separado.

• Recursos sustituibles antagónicos: Para mantener una misma tasa de crecimiento, una especie necesita una mayor cantidad de recursos cuando estos se consumen juntos que cuando se los consume por separado.

• Recursos inhibitorios:

El crecimiento resulta inhibido cuando el nivel de cualquiera de los dos recursos excede un determinado límite superior.

TEMPERATURA Y AGUATEMPERATURA Y AGUADETERMINANTES FUNDAMENTALES DE DETERMINANTES FUNDAMENTALES DE

LA VIDALA VIDA

• TemperaturaEndotermia: se caracterizan por ajustar su temperatura corporal a través de la energía generada en sus propios cuerpos

Ectotermia: dependen de fuentes externas de calor.

La humedad en los ambientes La humedad en los ambientes terrestresterrestres

Junto con la temperatura, el agua es otro de los grandes determinantes de la vida. De acuerdo con lo que actualmente sostiene la ciencia, sabemos que la vida se originó en los océanos; también sabemos que todos los procesos bioquímicos y fisiológicos de los organismos, dentro de órganos, tejidos y células, ocurren en ambientes hidratados.

Las plantas terrestres difieren de los Las plantas terrestres difieren de los animales terrestres en dos aspectos importantesanimales terrestres en dos aspectos importantes

• Aunque las partes aéreas experimentan las mismas pérdidas de agua que los animales, las partes subterráneas (las raíces) están en contacto directo con un medio (el suelo) del que pueden extraer agua directamente, con mayor o menor facilidad.

• Para las plantas, el agua no sólo importa como condición sino también como recurso, puesto que al combinarse con el CO2 en la fotosíntesis constituye la base de la nutrición vegetal.

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