Subtema 2.1.2.. Factores limitativos. (factores abióticos y bióticos)

Los factores abióticos de un ecosistema son todos aquellos parámetros físicos o químicos que afectan a los organismos. Por su parte, los factores bióticos se refieren a las interacciones entre los seres vivos del ecosistema.

Factores abióticos físicos.

Los componentes abióticos pueden diferenciarse en dos categorías: los que ejercen efectos físicos y los que presentan efectos químicos.

Los factores abióticos físicos son los componentes abióticos básicos de un ecosistema; la comunidad biológica o conjunto de organismos vivos de tal ecosistema está sujeta a dichos factores.

Los factores abióticos físicos más importantes son, entre otros, la luz solar, la temperatura, la atmósfera, y la presión atmosférica, el agua, el microclima, la altitud y la latitud.

La luz solar es la fuente principal de energía de un ecosistema. La radiación solar que se recibe sobre la superficie terrestre varía según el ángulo de incidencia. La radiación solar en los polos se distribuye en un área mayor que en el ecuador.

Este fenómeno causa efectos notables en las temperaturas ambientales de las zonas irradiadas; en efecto se sabe de la gran diferencia entre las temperaturas del ecuador y las de los polos norte y sur.

Además de su efecto térmico, la luz solar es materia prima energética para el proceso de la fotosíntesis, aunque la mayor parte de la energía no es susceptible de ser transformada en energía de enlaces químicos: del total de energía irradiada se calcula que sólo el 2% ha logrado convertirse en fotosintetatos.

La luz en el ambiente acuático.

La luz solar de que disponen los organismos acuáticos a su paso por la atmósfera resulta afectada por diversos factores: nubosidad, latitud, humedad, concentración de polvos o de esmog, entre otros. Por consiguiente, el medio acuático, recibe menos cantidad de luz, en todos sus niveles, como producto de fenómenos de reflexión, dispersión y absorción.

FACTORES LIMITANTES ECOLOGICOS.

Aunque el potencial biótico de una población es la tendencia de una especie a reproducirse en un ambiente teóricamente ilimitado, hay factores bióticos y abióticos que limitan dicho potencial y que, por lo mismo, regulan la abundancia de la población.

Así pues, los factores limitantes son todos aquellos que regulan el crecimiento y la expansión de las poblaciones. Estos factores tienden a dividir a la población, disminuir su integración, restringir su capacidad de sobrevivencia y a frenar su expansión.

Pueden ser abióticos, como la humedad, los minerales, la luz, la temperatura, los gases de la atmósfera y el sustrato no vivo; o pueden ser bióticos, como los depredadores, los parásitos, los competidores, etc, que de alguna u otra manera frenan y regulan el crecimiento de una población.

Factores limitativos abióticos.- Pueden ser edáficos o del suelo y definir permeabilidad, textura, composición química etc.

Todos sabemos que según el tipo de suelo que haya en una región, será la flora y la fauna que se establezcan en él. Así por ejemplo, los mangles prefieren los suelos inundables, con mucha materia orgánica y minerales; por el contrario, los cactus prefieren los suelos secos y consistentes; la papaya prefiere los suelos calcáreos y bien drenados, y en cambio el cafeto los prefiere ácidos y compactados.

Por otra parte es de todos conocido que la diversidad en la composición química de los suelos provoca que en ellos se asienten plantas de especies diferentes. La presencia o ausencia de macro y micronutrientes en el suelo, como carbono, nitrógeno, azufre, fósforo, boro, magnesio etc, determina la presencia de las plantas que se asientan en él, debido a que si un nutriente falta o es deficitario en un suelo, la fotosíntesis de los productores se puede ver afectada. Ocurre exactamente lo mismo en el caso de los compuestos inorgánicos que sirven de nutrimento a los organismos acuáticos y que están disueltos en el agua.

Los factores limitativos abióticos también pueden ser climáticos, como la temperatura, la luz, la humedad y la presión. Así por ejemplo es sabido que durante la primavera y el verano el calor y el alimento abundante hacen que la presencia de insectos nocivos en los campos agrícolas sea mayor, pero al llegar el invierno, el frío ocasionado por las temperaturas bajas diezma parte de la población de estos organismos.

Por otro lado, la penetración de la luz en los océanos hace que las algas se estratifiquen verticalmente, según la longitud de onda de la luz que ésta puedan absorber.

La humedad permite la disolución de sales y otros nutrientes que utilizan los organismos; favorecen el crecimiento de ciertas especies e inhibe la instalación de otras. Por ejemplo: una planta de plátano no podría adaptarse a las condiciones de sequedad extrema y prolongada del desierto.

En relación con la presión, son bien conocidos los casos de organismos que viven a diferentes profundidades y presiones del océano. Los peces y artrópodos de las profundidades irremediablemente mueren cuando son llevados a la superficie océanica. De ésta manera, la presión actúa como un factor limitante.

Un ejemplo general es el de las palmeras de cocos, que son tan resistentes que tienen todos los atributos como para estar presentes en cualquier hábitat; sin embargo su distribución sólo se da en las regiones bajas y zonas costeras. Esto se debe a que la presión, la luz, la altura y la temperatura ejercen una acción limitante en la dispersión de las palmeras, lo cual les impide ocupar otras zonas geográficas.

Por ejemplo la vegetación desde el nivel del mar hasta 10 metros de altitud, es de vegetación costera como pastos hierbas rastreras, hierbas erectas y palmas. De 10 hasta 900 metros de altura, se encuentran pastizales, arbustos algunos árboles, y selvas bajas caducifolias. De 900 hasta los 1600 metros se encuentra vegetación de bosque mesófilo como los árboles del liquidámbar, hayas y encinos. De los 1600 hasta los 4000 metros de altura la vegetación es de un bosque de pinos, encinos y pinares.

Factores limitativos bióticos.

Dentro de estos factores se encuentran todas aquellas acciones emprendidas por los organismos vivos para limitar la expansión de la propia población o de otra: las enfermedades, la depredación, el parasitismo, la competición etc, que son interrelaciones biológicas entre las poblaciones que limitan el crecimiento de una de ellas.

De esta manera, una población con individuos enfermos, parasitados y altamente depredados tienen pocas posibilidades de expansión y, tal vez de sobrevivencia; o bien, cuando dos organismos compiten por alimento o por espacio, uno de ellos podrá ser excluido y limitado. Un ejemplo trágico es el caso de las ballenas y los rinocerontes, que han sido seriamente diezmados por el hombre, cuyo crecimiento y expansión se han visto seriamente dañados.

Principios ambientales: Ley del mínimo de Liebig y de la tolerancia de Shelford.

Justus Liebig, descubrió que el rendimiento de los cultivos no está limitado por sustancias que se encuentran en grandes cantidades (CO2, N, P, K, por ejemplo), sino por materiales requeridos en cantidades mínimas, como el boro que, aunque no es muy común en la naturaleza, es requerido en pequeñas cantidades por las plantas para desarrollarse adecuadamente.

Con base en las observaciones anteriores, en 1840 Liebig formuló la ley del mínimo, en el cual se establece que el buen desarrollo de una planta depende de una mínima cantidad de alimento presente. Es importante aclarar que la ley del mínimo de Liebig se refiere a factores limitativos abióticos tales como los minerales, el agua y los gases.

Complementariamente a la ley de Liebig se tiene la Ley de la tolerancia de Shelford, en la que se formula que la existencia y prosperidad de un organismo dependen de la deficiencia o exceso de algunos de los factores que se acerquen a los límites de tolerancia de dicho organismo. Esta ley se refiere básicamente a factores ambientales como la temperatura, el agua, la salinidad etc, que actúan como limitantes cuando se acercan a los límites de tolerancia de un organismo.

Por ejemplo, un organismo tiene límites de tolerancia a la temperatura, estos se refieren tanto a las temperaturas altas como a las bajas; más allá de ambos límites, el organismo muere. De acuerdo con la Ley de la tolerancia de Shelford, existen algunas especies que poseen un margen de tolerancia amplio para vivir, otras no, las primeras tienen una posibilidad de distribución más extensa.

Es importante reconocer la aplicación ecológica de las leyes de Liebig y de Shelford, pues explican en gran medida porqué un organismo puede estar presente o ausente en menor o mayor cantidad en un ecosistema determinado. Así por ejemplo, los organismos vegetales y animales más expandidos y distribuidos en el planeta son los que soportan las altas y bajas temperaturas, presiones, salinidad, etc. Tal es el caso del hombre, los ratones, las cucarachas, los peces tripones y algunos patos.

Conceptos esteno y euri.

Con frecuencia se utiliza el término esteno para hacer alusión a organismos con márgenes de tolerancia pequeños y el término euri para plantas y animales con tolerancia amplios. Puede verse una relación de la aplicación de los términos “esteno” y “euri” para señalar los márgenes de tolerancia a diversos factores ambientales como se ve en el esquema siguiente.

Factor Término referente al margen de tolerancia

Temperatura Estenotermo

Euritermo

Salinidad Estenohalino

Eurihalino

Agua Estenohídrico

Eurihídrico

Como se nota en el cuadro, los organismos “esteno” soportan muy poco los cambios de temperatura, salinidad o presencia de agua, pues sus márgenes de tolerancia son pequeños; los “euri” soportan cambios fuertes de estos mismos parámetros, ya que tienen un mayor margen de tolerancia a tales factores. Los reptiles son muy poco resistentes a los cambios de temperatura, y por lo mismo son estenotermos. Sin embargo los mamíferos, por tener un mecanismo de control y compensación de temperatura, resisten mucho este tipo de cambios; por lo mismo reciben el nombre de euritermos.

Por otra parte, los ostiones, los camarones blancos, las jaibas y otros organismos que viven en los estuarios o esteros cerca del mar, están acostumbrados a desarrollarse en cuerpo de agua cuya salinidad varía bruscamente varias veces al año, pues el agua de mar los invade constantemente. Este tipo de organismos son eurihalinos. En cambio una trucha estenohalina sólo puede vivir en aguas dulces, o un tiburón estenohalino sólo puede vivir en agua de mar. Finalmente un nopal soporta con gran eficacia la presencia o ausencia de agua y, por lo mismo, es una planta eurihídrica, cosa que no ocurre con una planta netamente acuática que es estenohídrica.

Factores bióticos

Las comunidades están constituidas por diversas especies de organismos que interactúan con el medio, en un espacio o superficie determinados. Por lo mismo, es muy importante conocer los tipos de interacción que pueden tener estos organismos. Así como los factores fisicoquímicos modifican la abundancia y la distribución de las poblaciones naturales, la interacción entre los organismos (interacción biológica) también puede influir sobre dicha modificación.

Cuando los organismos que entran en relación son diferentes (poblaciones distintas), se trata de una relación interespecífica; por ejemplo: el pez rémora que comúnmente se encuentra adherido a la parte ventral del tiburón para alimentarse de los desechos que éste deja. En cambio, los organismos de la misma especie que interactúan entre sí están llevando una relación intraespecífica.

Mientras más elevada sea la densidad de población, mayor será la oportunidad de la relación intraespecífica, debido a que hay más contactos entre individuos que componen dicha población; por ejemplo: en la colmena hay diversos componentes de la colonia de abejas (reina, zángano, obrera) y todos ellos conviven efectuando actividades diferentes para el bien de la población.

Sin embargo, también la convivencia entre individuos origina competencia intraespecífica e interespecífica. Esta se agudiza cuando el espacio y el alimento son limitados, lo cual obliga a los organismos a competir por ellos. En ocasiones, la competencia intraespecífica es buena, pues ayuda a que sobrevivan los “mejor dotados”

También puede aparecer la exclusión competitiva o de Gause, en que dos especies utilizan los mismos recursos y, por lo mismo, no pueden coexistir, por lo que ambas compiten por tales recursos y una de ellas excluye a la otra.

A las interacciones biológicas, sean inter o intraespecíficas, en que se obtienen efectos benéficos (comensalismo, cooperación, mutualismo y neutralismo), se les denomina interacciones positivas.

Aquellas interacciones que se traducen en efectos negativos sobre el desarrollo y la supervivencia de una de las poblaciones (depredación, parasitismo, competición y amensalismo) se les denomina interacciones negativas. Las interacciones entre dos poblaciones pueden llevarse de 8 maneras según Odum como se ve en la tabla siguiente, esta relación puede ser con o sin acción recíproca, en la cual una población puede o no afectar a la otra, puede inhibirla, favorecerla o bien el mutuo efecto puede ser nulo. Tales interacciones son las siguientes:

Tipo de relación Acción recíproca Resultado de la acción recíproca.

Neutralismo Población A y población B, independientes.

Ninguna población afecta a la otra

Competición Población A competidos

Población B competidos

Una población es afectada o eliminada

Mutualismo Población A y B son socios o simbiontes

Una población depende de la otra; relación obligatoria

Cooperación Poblaciones A y B son cooperantes

Acción recíproca favorable para ambas poblaciones, pero no necesaria

Comensalismo Población A comensal, población B huésped

Una población se beneficia; la otra no se afecta por la vida común

Amensalismo Población A amensal, se afecta, Población B, inhibidor

Una población es inhibida y la otra no se afecta.

Parasitismo Población A parásito, Población B huésped

Obligatoria para una población y la otra es afectada

Depredación Población A, depredador, Población B, presa

Obligatoria para una población y la otra es afectada.

Neutralismo.- Es cuando dos poblaciones se asocian sin que ninguna de ellas salga afectada. Como ejemplo se tiene el caso de dos especies de peces de ornato (gupi y pez gato) que viven armónicamente en un acuario. Ninguna de las dos sale afectada porque tienen un comportamiento, hábitos alimenticios y necesidades diferentes que no las hacen competir. Ocupan el mismo hábitat, pero no luchan drásticamente por el alimento y el espacio.

Competición.- Esta ocurre cuando las dos poblaciones que entran en relación compiten por el espacio, los alimentos o alguna otra necesidad. En este caso una de ellas siempre afecta adversamente a la otra. Esta relación biológica es el caso universal de las especies que compiten para sobrevivir; el ejemplo más común es el del hombre, que ha ido afectando la presencia de algunos animales y vegetales en su lucha por obtener alimentos, energía, leña, vestido etc.

Una forma especializada de competición es la exclusión competitiva en que una especie elimina o excluye del hábitat a otra especie con la que está muy relacionada, alimentaria y taxonómicamente.

Mutualismo.- Se da el caso de mutualismo cuando en el desarrollo y supervivencia de dos poblaciones ambas se benefician, no pudiendo subsistir una sin la otra; por ejemplo: las polillas comedoras de madera tienen en su intestino protozoarios degradadores de celulosa; gracias a estos las polillas pueden alimentarse con los azúcares provenientes de la degradación de la celulosa de la madera y, por otra parte, los protozoarios obtienen un lugar adecuado para vivir en el intestino de la polilla.

Cooperación.- las dos poblaciones asociadas se benefician, pero la relación no es obligatoria. Como ejemplo, las aves que se alimentan de los parásitos que viven en las orejas, boca, nariz o lomo de las vacas se benefician al alimentarse de los insectos, y las vacas también lo hacen al quedar libres de parásitos. Sin embargo no pasa nada, si por alguna razón, la relación no pudiera darse; es decir, tanto las aves como las vacas pueden hacer su vida independientemente, sin afectarse adversamente por la falta de la una o de la otra.

Comensalismo.- Cuando dos poblaciones están en contacto, una de ellas se beneficia pero la otra no resulta afectada como consecuencia del beneficio que obtiene la primera. Por ejemplo, las relaciones entre cualquier organismo (comensal) no invitado, que se aloja en las conchas de los caracoles, ostiones o almejas; aunque vive dentro o sobre la concha, no afecta al molusco (hospedero).

Amensalismo.- En esta interacción, una de las especies es inhibida y la otra no es afectada. Los “tenchos” (Bromelia sp) son plantas de entre 15 cm y 50 cm que parecen pequeños magueyes y viven sobre las ramas de algunos árboles. Durante esta relación puede llegar a ocurrir que el “tencho”, aunque no es parásito, se reproduzca tanto sobre el árbol que pueda llegar a perjudicarlo. Así, es posible ver árboles secos o inhibidos por efecto de la alta densidad de la población de tenchos sobre sus ramas.

Parasitismo y depredación. Finalmente, en estos dos tipos de relaciones se presenta el caso en que una especie afecta nocivamente a la otra, pero no puede vivir sin ella. En el parasitismo un especie es la parásita y vive dentro o sobre la otra, afectándola (parásitos intestinales y piojos en el caso del hombre y otros animales). En cambio, en la depredación una población ataca, atrapa, mata y se alimenta de la segunda, afectándola, como es el caso de las águilas que se alimentan de diversas presas. En ambos casos, el organismo que afecta (depredador) no puede vivir sin el organismo afectado.