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  1. 1. Marcela del Corral Mancera Ecología I UIN ECOLOGÍA I Estudio de los organismos en su ambiente, sus adaptaciones y cambios en el tiempo ESTRUCTURA DEL AMBIENTE Decíamos anteriormente que: “La ecología es la ciencia que estudia a los seres vivos, su ambiente, su distribución y abundancia y cómo esas propiedades son afectadas por la interacción entre los organismos y su ambiente.” Entonces ahora nos centraremos en eso que llamamos “ambiente” ¿Qué es el ambiente? El ambiente de un sistema ecológico (individuo, población, etc.) consiste en todos aquellos factores y fenómenos externos al organismo que influyen sobre él, ya se trate de factores físicos o químicos (abióticos) o de otros factores biológicos (Begon et al. 1988). Un concepto básico de la Ecología es el de ambiente multidimensional, formado por numerosos factores externos que actúan sobre los organismos. A su vez los factores ambientales interactúan entre sí y el efecto de uno de ellos depende a menudo de los demás. Por ejemplo, una siesta de verano hace mucho calor, pero la presencia de árboles disminuye la temperatura bajo su sombra. Dentro de los factores ambientales que influyen sobre los organismos, se pueden distinguir dos tipos: los reguladores y los recursos. Los recursos son factores ambientales consumidos directamente por los organismos: constituyen la materia de la cual están constituidos, la energía que intervienen en sus actividades, y los lugares o espacios en los que pasan sus ciclos vitales. Todas las cosas consumidas directamente por los organismos son recursos para él. En este caso, la palabra consumida se da en un sentido amplio de disminución de las reservas. Ejemplos de los recursos son los nutrientes minerales de las aplantas, un hueco de un árbol donde anida un pájaro, o las presas de un predador. En cambio los reguladores o condiciones, son factores que inciden directamente en la naturaleza y velocidad de la utilización de los recursos. Un ejemplo típico de regulador es la temperatura. Una condición puede ser modificada por la presencia de un organismo (por ej. la temperatura debajo de la copa de un árbol) pero no es consumida o agotada por el mismo, ni puede resultar menos disponible a un organismo por la presencia de otro.
  2. 2. Marcela del Corral Mancera Ecología I UIN HÁBITAT Y NICHO ECOLÓGICO Los organismos de cualquier especie sólo pueden sobrevivir, crecer, reproducirse y mantener una población viable dentro de ciertos límites de condiciones y recursos. Para cada uno de ellos, cada especie tiene rangos de tolerancia. El hábitat es un espacio real (yo podría obtener las coordenadas geográficas de ese hábitat) y por tanto puede ser compartido ya que en un mismo hábitat conviven diversas especies de organismos. En cambio el nicho no es un espacio real, sino un concepto que incluye múltiples variables, las del hábitat y muchas más. Incluye también el papel que desempeñan los individuos, y demás variables que influyen en su vida, por ejemplo: qué come, cuándo lo hace, cómo lo hace, horas de actividad, lugar de nidificación, profundidad de la cueva, etc. El nicho es único para cada especie. En ecosistemas semejantes, se pueden reconocer los mismas roles: polinizadores, fotosintetizadores, carroñeros, dispersores de semillas, descomponedores de materia orgánica, etc. Sin embargo el nicho exacto es específico y si en algún punto de esas dimensiones se superponen los nichos de dos individuos se desencadena la competencia. Entonces, el concepto de nicho se refiere no sólo al espacio físico ocupado por un organismo (éste es su hábitat), sino también a su papel funcional en la comunidad (rol trófico) (nicho multidimensional). EL AGUA Nuestro planeta se caracteriza porque la mayor parte de su superficie, está cubierta por agua en estado líquido. Un 97% de la hidrosfera está constituida por los océanos de agua salada, que cubren el 71% de la superficie terrestre. Solamente una pequeña porción del agua de la Tierra, el 3%, es agua dulce; aproximadamente el 2% de las reservas, se encuentran congeladas en forma de hielo y nieve en los casquetes polares, glaciares y nevados. Del agua continental, tan solo el 1%, se encuentra superficial en ríos, lagos, ciénagas, humedales y puede ser utilizada por las plantas; el resto se infiltra profundamente formando depósitos subterráneos. Por último, el agua de las nubes, la niebla y el vapor de agua representa una cantidad ínfima de la reserva hídrica. La tierra es un planeta excepcional porque casi toda su agua se encuentra en forma líquida. Las investigaciones con sondas espaciales, demuestran que en Marte el agua que puede haber, estaría en forma de hielo, dadas las temperaturas que allí imperan y en Venus, debido al calor, el agua solo se encontraría en forma de vapor. Ciclo del agua El agua se encuentra en estado líquido, sólido o gaseoso, alternativamente. Independiente de su forma física, cada molécula de agua pasa por el ciclo hidrológico. Cada año cantidades enormes de agua, se ciclan entre la tierra, el océano y la atmósfera. Aproximadamente, las tres cuartas partes del volumen de agua que ingresa a la atmósfera en este periodo, se devuelven inmediatamente al océano como precipitación y el resto cae sobre
  3. 3. Marcela del Corral Mancera Ecología I UIN la tierra. El movimiento del agua en el ciclo hidrológico es mantenido por la energía radiante del sol y por la fuerza de la gravedad. El agua de la tierra se ha reciclado durante 3 billones de años. En el planeta, hay una continua circulación de agua desde el océano hacia la atmósfera, de allí a la tierra y de nuevo hacia el océano; de esta manera el ciclo del agua, proporciona una fuente continua de agua pura. En este ciclo intervienen tres procesos: evaporación, transpiración, condensación.  Importancia Ecológica del Agua La vida en este planeta comenzó en el agua y actualmente, dondequiera que encontremos agua líquida, la vida también se encuentra presente. Hay organismos unicelulares que viven en la ínfima cantidad de agua que se adhiere a un grano de arena. Algunos tipos de algas se encuentran sólo en las superficies inferiores en fusión de los témpanos de hielo polares. Ciertas bacterias pueden tolerar el agua casi hirviente de las fuentes termales. En el desierto, las plantas cumplen un ciclo de vida completo, “de semilla a flor a semilla’’, después de un único aguacero. En las selvas tropicales, el agua que se almacena en las hojas de las plantas forma un microcosmos, en el que muchos pequeños organismos crecen, desovan y mueren. El agua tiene un número de propiedades destacables. Estas propiedades son consecuencia de su estructura molecular y son responsables de la “aptitud” del agua para desempeñar su papel en los sistemas vivos. El agua está constituida por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno que se mantienen unidos por enlaces puente hidrógeno. La molécula de agua es polar, con una zona débilmente negativa y dos zonas débilmente positivas; en consecuencia, entre sus moléculas se forman enlaces débiles. Este tipo de enlaces, que unen un átomo de hidrógeno con carga positiva débil y que forma parte de una molécula, con un átomo de oxígeno que posee carga negativa débil y que pertenece a otra molécula, se conoce como puentes de hidrógeno. Enlace puente hidrógeno entre moléculas de agua
  4. 4. Marcela del Corral Mancera Ecología I UIN Cada molécula de agua puede formar puentes de hidrógeno con otras cuatro moléculas de agua. Aunque los enlaces individuales son débiles y se rompen continuamente, la fuerza total de los enlaces que mantienen a las moléculas juntas es muy grande. Fuerzas de Adhesión, Cohesión y Tensión superficial. A raíz de la existencia de los puentes de hidrógeno que mantienen unidas a las moléculas de agua (cohesión), el agua tiene una alta tensión superficial y un alto calor específico (la cantidad de calor que una cantidad de sustancia requiere aumentar su temperatura). También tiene un alto calor de vaporización (el calor requerido para que un líquido cambie a gas) y un alto calor de fusión (el calor requerido para que un sólido pase al estado líquido). Es decir que tiene gran estabilidad térmica. La polaridad de la molécula de agua es responsable de la adhesión del agua a otras sustancias polares, de aquí su tendencia al movimiento capilar. Esto es el ascenso de una columna de agua por un tubo muy delgado. Las moléculas de agua en la interfase aire- agua son atraídas más fuertemente por las moléculas de agua vecinas que por el aire con el que están en contacto. Cuando la superficie del agua está en contacto con aire o con aceites y
  5. 5. Marcela del Corral Mancera Ecología I UIN grasas se comporta como si estuviera recubierta por una membrana elástica. La tensión superficial es muy importante en el funcionamiento de las plantas, por que evita el paso de burbujas por los pequeños tubos. Además los insectos livianos pueden caminar sin hundirse. En conjunto, la cohesión, adhesión y tensión superficial permiten que el agua ascienda por los tubos de una planta desde el suelo hacia las hojas. Al transpirar las hojas, producen una succión que hace que la columna de agua ascienda. Debido a la adhesión, las moléculas de agua se fijan a las paredes del tubo y a la cohesión forman una columna continua de agua. Al subir, el agua produce una corriente de absorción por las raíces que conduce minerales disueltos en el suelo hacia la raíz y los lleva a todos los órganos de la planta. FUNCIONES BIOLÓGICAS DEL AGUA Función de transporte: De modo similar, la polaridad del agua la hace un buen solvente para iones y moléculas polares. Las moléculas que se disuelven fácilmente en agua se conocen como hidrofílicas. Las que no se disuelven en agua sino en solventes orgánicos se conocen como hidrofóbicas. Al ser un buen solvente, es el medio donde se realizan las reacciones metabólicas. Además participa como “vehículo” en el transporte de sustancias en el interior del organismo y en su intercambio con el medio ambiente facilitando el aporte de sustancias nutritivas y la eliminación de productos de desecho. Función estructural: El agua tiene un gran valor como componente celular ya que constituye la mayor parte de la masa de las células y las organelas celulares, que contienen desde un 50 hasta un 90% de agua. La elevada cohesión de las moléculas permite al agua dar volumen a las células, turgencia a las plantes e incluso actuar como esqueleto hidrostático en algunos animales invertebrados. También explica las deformaciones que experimentan algunas estructuras celulares como el citoplasma. Función mecánica amortiguadora: El ser un líquido incompresible le permite ejercer esta función en las articulaciones de los animales vertebrados, lo que evita el contacto entre los huesos. Función termorreguladora: El elevado calor específico del agua permite mantener constante la temperatura interna de los seres vivos. El elevado calor de vaporización explica la disminución de temperatura que experimenta un organismo cuando el agua se evapora en la superficie del cuerpo de un ser vivo. Permite la vida acuática en climas fríos: Su mayor densidad en estado líquido explica que al descender la temperatura, se forma una capa de hielo en la superficie, que flota y protege de los efectos térmicos del exterior al agua líquida que queda debajo; este hecho permite la supervivencia de muchas especies. Además es transparente a la radiación visible, permite la penetración de la luz a grandes profundidades garantizando la fotosíntesis de las algas. EL SUELO
  6. 6. Marcela del Corral Mancera Ecología I UIN Se denomina suelo a la parte superficial de la corteza terrestre, biológicamente activa, que proviene de la desintegración o alteración física y química de las rocas y de los residuos de las actividades de los seres vivos que se asientan sobre ella. Los suelos son sistemas complejos donde ocurren una vasta gama de procesos químicos, físicos y biológicos que se ven reflejados en la gran variedad de suelos existentes en la tierra. Son muchos los procesos que pueden contribuir a crear un suelo particular, algunos de estos son: los sedimentos que transporta el viento, los cursos de agua, ruptura de rocas y deposición de material orgánico. FORMACIÓN DEL SUELO De un modo simplificado puede decirse que las etapas implicadas en la formación del suelo son las siguientes: - Disgregación mecánica de las rocas. - Transformación química de los materiales que quedan. - Instalación de los seres vivos (microorganismos, líquenes, musgos, etc.) sobre ese sustrato inorgánico. Esta es la fase más significativa, ya que con sus procesos vitales y metabólicos, continúan la transformación de los minerales, iniciada por mecanismos inorgánicos. Además, los restos vegetales y animales a través de la fermentación y la putrefacción enriquecen ese sustrato. - Mezcla de todos estos elementos entre sí, y con agua y aire presentes en los poros. El estudio de la dinámica del suelo muestra que sigue un proceso evolutivo similar al de cualquier sistema biológico. La formación de un suelo profundo y complejo requiere, en condiciones naturales, largos períodos de tiempo y el mínimo de perturbaciones. Donde las circunstancias ambientales son más favorables, el desarrollo de un suelo a partir de un sustrato geológico bruto requiere cientos de años, que pueden ser miles en climas y geografías menos favorables. ESTRUCTURA DEL SUELO En el suelo hay pequeñas cavidades llamados poros, que contiene aire y agua. Las raíces de las plantas y otros organismos utilizan el agua y el aire para su hidratación y respiración. La porosidad del suelo es el volumen de suelo no ocupado por las partículas sólidas, e incluye la macroporosidad y la microporosidad, según el tamaño de los poros. Entre las partículas más grandes como en la arena u otros agregados predominan poros grandes (macroporos) entre las partículas pequeñas, tales como en la arcilla, predominan pequeños poros (microporos). Los macroporos son responsables de la aireación, el movimiento del agua y la penetración de las raíces, y los microporos son responsables de la retención del agua por el suelo (capilaridad).
  7. 7. Marcela del Corral Mancera Ecología I UIN Debido a la respiración de las raíces de las plantas y los microorganismos del suelo, hay un aumento de dióxido de carbono (CO2) y un consumo de oxígeno (O2), lo que requiere una constante renovación de la composición del aire del suelo. El agua, junto con los iones orgánicos e inorgánicos en solución, forma la solución del suelo. Ésta es importante como una fuente de agua para las plantas, las cuales absorben nutrientes por medio de las raíces. Los nutrientes esenciales son los iones inorgánicos de la solución del suelo (como compuestos nitrogenados, potasio, calcio, magnesio, entre otros). La solución del suelo por lo general ocupa los microporos. En un suelo empapado, todos los poros están llenos de agua (suelo saturado) y en un suelo que está seco los poros están llenos de aire. Cuando se retira la cubierta del suelo original o se utiliza en procesos productivos como la agricultura o la ganadería, a menudo el suelo sufre una disminución de la porosidad y una consecuente modificación en su fertilidad. IMPORTANCIA DE LA COBERTURA VEGETAL SOBRE EL SUELO Las plantas sostienen el suelo con sus raíces, lo enriquecen de materia orgánica con sus materiales de descarte y en algunos casos enriquecen también su actividad microbiana. El suelo es importante porque, además de moderar el ciclo del agua, alberga las semillas, les proporciona soporte físico mientras germinan y maduran en plantas adultas. Además el suelo retiene y entrega nutrientes a las plantas, alberga las bacterias responsables de la descomposición de la materia orgánica y de la fijación de nitrógeno atmosférico. Esta capa de material orgánico, como hojas en descomposición y madera, presente en el suelo, absorbe el agua de lluvia en lugar de que ésta se escurra. Cuando no hay vegetación cubriendo el suelo, la lluvia golpea directamente, en lugar de gotear gradualmente desde las ramas y caer suavemente sobre el piso. Cuando llueve, más agua golpea más fuertemente el suelo, arrastrándolo. Al remover la cubierta de vegetación protectora que cubre el suelo es posible que la erosión hídrica y eólica eliminen los fértiles estratos superiores del suelo, además de impedir la infiltración del agua de lluvia. Con frecuencia, el resultado de la deforestación es la erosión del suelo. Una extensa erosión puede provocar deslizamientos de terrenos. En ese caso, la lluvia fluye sin que nada la detenga. Cuando esto último ocurre, las lluvias intensas arrastran grandes cantidades de tierra produciéndose los temibles aluviones, como los de los años 1788, 1895, 1913, 1934, 1960, 1970. Estos aluviones provocaron en Mendoza numerosas víctimas y cuantiosos daños materiales.

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