Conjunto estructurado de enunciados proposicionales hipotéticos que, convertidos a leyes por ser provisionalmente exitosos, permiten describir, explicar y predecir aspectos importantes de nuestra realidad

1. TEORIA DE ECOSISTEMAS
TEORIA CIENTÍFICA
Conjunto estructurado de enunciados proposicionales hipotéticos
que, convertidos a leyes por ser provisionalmente exitosos, permiten
describir, explicar y predecir aspectos importantes de nuestra
realidad.
Estructura
Es un conjunto de elementos indispensables de un ser (realidad u
objeto) que guardan un orden o relación para que sea lo que es,
mientras no se den cambios y lo conviertan en otro ser.
Una estructura supone un objetivo o propósito de la misma, los
elementos indispensables y el orden o relación.
Una silla: - Objetivo : mueble para sentarse con apoyo posterior
- Elementos : espaldar, asiento, patas.
- Orden o relación necesarios: espaldar hacia arriba del
asiento, asiento entre espaldar y patas, patas hacia
abajo.
Concepto
Es el resultado o consecuencia de la actividad cognoscitiva.
Se puede concebir la existencia de un ser (realidad u objeto): planta;
o bien, una característica: su tamaño grande
Proposición
En filosofía recibe el nombre de “juicio” y su expresión verbal es el
enunciado. La proposición afirma o niega una característica en
relación a un ser (realidad u objeto). “Esta mesa es negra”.
La proposición es la unión de conceptos con los términos
sincategoremáticos
Hipótesis
Enunciados lógicamente consistentes y semánticamente apropiados
que poseen capacidad descriptiva, explicativa o predictiva; se basan
en anteriores conocimientos e intentan dar una respuesta lógica y
coherente frente a un determinado problema. Requieren ser
contrastados con la realidad.

2. Ley científica
Enunciados que explicitan una constante de cambios, obtenida de
una hipótesis que ha tenido éxito en su contrastación con la
realidad.
CONCEPTO DE ECOSISTEMA
Unidad que incluye a la totalidad de los organismos (comunidad) de
un área determinada y actúan en reciprocidad con su medio
ambiente.
El ecosistema es en ecología la unidad funcional básica porque
incluye tanto los organismos como su ambiente abiótico, cada uno
de los cuales influye sobre las propiedades del otro, siendo
necesario ambos para la conservación de la vida tal como lo
tenemos en la tierra.
Desde este punto de vista, un ecosistema puede analizarse en
términos:
a) de los circuitos de energía,
b) de las cadenas de alimentos,
c) de los tipos de diversidad en el tiempo y en el espacio,
d) de los ciclos de nutrientes (ciclos biogeoquímicos),
e) del desarrollo y la evolución, y
f) del control.
En el concepto de ecosistema están inmersos los principios de a)
relación recíproca y de b) integridad.
El término ecosistema fue propuesto por Arthur Stanley en 1935. El
concepto en realidad no es tan nuevo; sin embargo, es a fines del
siglo XIX y principios del XX que se empezó a reflexionar en la idea
de la unidad de la naturaleza.
El nivel de ecosistema es el nivel lógico, a nivel del cual es posible
organizar la teoría y la práctica de la ecología, en virtud de que se
trata del nivel más bajo de la jerarquía que esta completa, esto es,

3. tiene todos los elementos y organización necesaria para funcionar y
sobrevivir a largo plazo.
El concepto de ecosistema es y debe ser vasto, siendo su principal
función en el pensamiento ecológico la de subrayar las relaciones
forzosas, la interdependencia y las relaciones causales. Un corolario
de ello es que, puesto que las partes son inseparables, desde el
punto de vista funcional, del todo, el ecosistema es el nivel de
organización biológica más apropiado para las técnicas de sistemas.
Entonces, como principio general podemos aceptar que, desde el
punto de vista funcional, las partes vivas y no vivas del ecosistema
están tan entretejidas que resulta difícil separarlas. La mayoría de
elementos (C,H,O,N,etc.) y compuestos (hidratos de carbono,
lípidos, etc.) se encuentran no sólo dentro y fuera de los
organismos, sino que se hallan en un estado de flujo constante entre
los estados vivo y no vivo. Hay algunas que parecen ser exclusivas
(ATP y humus, por ejemplo).
PRINCIPIO ECOLÓGICOS
LA PRODUCCIÓN Y LA DESCOMPOSICIÓN EN LA NATURALEZA
Cada año se produce en la tierra por actividad fotosintética,
aproximadamente 1017
gramos de materia orgánica. Una cantidad
aproximadamente equivalente se vuelve a oxidar en CO2 y H2O,
como resultado de la actividad respiratoria. Pero el equilibrio no es
exacto.
Desde principios del cámbrico, hace 600 millones de años, una
pequeña fracción de materia orgánica es enterrada y fosilizada sin
ser respirado o descompuesto; hubo épocas en que la balanza se
inclinó en sentido contrario. Pero producciones excepcionalmente
grandes, en exceso, de hace 300 millones de años, formaron los
combustibles fósiles.
Este exceso de producción, que libera O2 elimina CO2 del aire y del
agua, ha aumentado el oxígeno en la atmósfera en los tiempos
geológicos recientes, haciendo posible la evolución y supervivencia
de formas superiores de vida.

4. Desde hace 60 millones de años, cambios en los equilibrios bióticos
y abióticos y variaciones en la actividad volcánica, erosión en la
contribución de energía solar, se ha traducido en un estado
permanente de oscilación de las proporciones atmosféricas del O2 y
el CO2. Este último iba acompañado de calentamientos y
enfriamientos alternos.
Durante los últimos 50 años, las actividades agrícolas e industriales
del hombre han hecho que la concentración de CO2, haya
aumentado en un 13%.
La fotosíntesis, es el proceso de producción que utilizan los
vegetales (agente reductor el agua), bacterias fotosintéticas (el
agente reductor es un compuesto inorgánico de azufre ,H2S, o un
compuesto orgánico) y quimiosintéticas ( amonio a nitrito, de nitrito
a nitrato, de sulfuro en azufre y de hierro ferroso en férrico). Estas
últimas pueden desarrollarse en la oscuridad, pero la mayoría
necesitan oxígeno.
La respiración (descomposición) es un proceso heterotrófico que en
conjunto, en el mundo, equilibra aproximadamente al autotrófico. Si
consideramos a la respiración como toda “oxidación biótica que
produce energía”, podemos distinguir los tipos de respiración:
a) Aeróbica.- El oxigeno gaseoso es el receptor del hidrógeno.
b) Anaeróbica.- No interviene el oxígeno.
- El receptor es un compuesto inorgánico distinto del oxígeno
- El receptor es un compuesto orgánico (fermentación).
La respiración anaeróbica esta restringida, mayormente, a bacterias,
hongos y protozoos, aunque también en ciertos tejidos de animales
superiores.
- Las bacterias del metano (anaerobios estrictos) descomponen la
materia orgánica a metano, por reducción de carbono orgánico o
carbonatos.
- Las Desulfobivrio (anaeróbicas estrictas), reducen los sedimentos
profundos a SH2, que sube a la superficie y es utilizada por bacterias
fotosintéticas.
- Las levaduras (anaerobios facultativos), en los suelos
descomponen las plantas.

5. Aún cuando los anaerobios estrictos y facultativos son minoritarios
en la comunidad, son importantes para el ecosistema. Respiran en
lugares apartados, oscuros sin oxígeno. Rescatan energía y
materiales para la mayoría de los aerobios.
La producción de energía es mayor en los aeróbios.
Es la relación entre la velocidad total de producción y la velocidad
de descomposición lo que reviste importancia en la biosfera en su
conjunto, independientemente de los organismos. El juego recíproco
de estas funciones opuestas controlan nuestra atmósfera e
hidrosfera. Pero es un feliz azar que la producción haya superado a
la descomposición.
Por consiguiente, el retrazo en la utilización heterotrófica completa
de los productos del metabolismo autotrófico, es uno de los rasgos
más importantes del ecosistema.
HIPÓTESIS GAIA
James Lavelock, físco, se dedicó a demostrar el antiguo concepto
Gaia, la diosa griega “madre tierra”, cuya teoría general es que los
organismos no sólo se adaptan pasivamente a las condiciones
físicas, sino que interactúan, activamente, para modificar y controlar
las condiciones físicas y químicas de la biósfera. Durante 10 años
estudió astronomía, cosmología, biología y otras disciplinas que le
permitieran “emprender un viaje interdisciplinario en busca de Gaia”
La hipótesis Gaia, según Lavelock, establece que “la biosfera es una
entidad autorreguladora con la capacidad de mantener nuestro
planeta saludable, controlando el ambiente físico y químico”. En
otras palabras la tierra es un super ecosistema (no un
superorganismo), con numerosas funciones interactuantes y ciclos
de retroalimentación, que modera extremos de temperatura y
mantiene relativamente constante la composición química de la
atmósfera y de los océanos.
Asimismo, y esta es la parte controvertida de la hipótesis, la
comunidad biótica tiene la función principal en la homeostasis
biosférica y los organismos comenzaron a ejercer el control poco

6. después que aparecieron las primeras formas de vida hace más de
3000 millones de años. La hipótesis contraria es la de que los
procesos geológicos (abióticos) produjeron las condiciones
favorables para la vida y simplemente se adoptó a esas condiciones.
La atmósfera primitiva se formo con gases que ascendieron del
centro incandescente de la tierra (volcanes), proceso de eyección
gaseosa. La atmósfera secundaria, que es la que tenemos
actualmente, es un producto biológico, según la hipótesis Gaia, aún
cuando los volcanes siguen influyendo en los climas pero en menor
escala.
Esta “construcción” comenzó con las primeras formas de vida: los
microorganismos anaeróbicos. Cuando los microorganismos verdes
comenzaron a liberar oxígeno al aire, surgieron los aerobios y los
anaerobios retrocedieron a las profundidades anóxicas, donde
prosperan y continúan realizando una función importante en el
ecosistema.
Igual importancia tuvo el enfriamiento del planeta como resultado de
la disminución del CO2 atmosférico, por organismos marinos
formadores de caliza. La comparación de la atmósfera terrestre con
la de Marte y Venus, aporta pruebas indirectas a favor de la
hipótesis Gaia. La atmósfera terrestre, pobre en CO2 y rica en O2 y
N2, es opuesta ambos planetas. La fotosíntesis extrae CO2 y libera
O2 (en el pasado la fotosíntesis fue mayor que la respiración =
combustibles fósiles) y la permanente extracción de CO2, por
organismos formadores de calizas, es lógico concluir que la
comunidad biótica es el causante de uno y otro.
Por otro lado, es difícil explicar cómo pudo acumularse N2 en
ausencia de vida. Sin transformaciones biológicas opuestas, el N
pasaría a su forma más estable, el ión nitrato disuelto en los
océanos. El ciclo demuestra que los organismos no sólo toman
gases prestados de la atmósfera y los devuelve sin cambio, sino que
los modifica químicamente en forma benéfica para la vida. Si no
fuera por el amoniaco producido en grandes cantidades por los
organismos, los suelos y las aguas serían tan ácidos que sólo
sobrevivirían pocos de los organismos actuales.

7. NIVELES ORGANIZACIONALES
Jerarquías organizacionales.
Una jerarquía es un arreglo en una serie graduada de
compartimentos.
En biología se presentan las jerarquías taxonómicas de los
organismos.
Las jerarquías biológicas y ecológicas se encuentran “anidadas”.
En los militares y otras organizaciones humanas (empresas,
universidades, etc.) son jerarquías “no anidadas”.
Jerarquía ecológica
Población
Comunidad (biótica)
Ecosistema (comunidad + ambiente no vivo)
Paisajes
Ecorregiones
Biomas
Regiones biogeoráficas
Biosfera
Todos los niveles de jerarquía ecológica implican vida y procesos
vitales. La biosfera se fusiona de manera imperceptible (sin fronteras
bien definidas) con la litósfera, la hidrósfera y la atmósfera.
Orden a partir del caos
Se dice que cada jerarquía es una fase de Janos (divinidad de dos
caras que guardaba el Olimpo y dejaba pasar sólo a los escogidos),
ya que influye en los niveles adyacentes. Los procesos en los
niveles inferiores están circunscritos siempre a los que se verifican
en los niveles más altos.
Así, las interacciones a nivel de población, parásito-huésped,
tienden a ser desequilibradas, cíclicas o incluso caóticas, a corto
plazo. En contraste, las interacciones más lentas y a largo plazo en
los niveles jerárquicos superiores, tienden a un estado estable
pulsante. En otras palabras, los grandes ecosistemas como un todo
(bosques, océanos) son más estables que sus componentes

8. individuales. Es una restricción jerárquica. De manera que, lo que
vemos a un nivel puede ser distinto de la situación de otro nivel
dentro del mismo espacio; todo depende de la escala seleccionada
par el estudio.
Principio de la propiedad emergente
Una consecuencia importante de la organización jerárquica es
cuando los componentes inferiores se combinan para producir
unidades funcionales mayores, surgen o emergen propiedades
nuevas que no estaban presentes o no eran obvias en el nivel
inferior. Por tanto, las propiedades no pueden ser predichas de los
componentes individuales aislados o desacoplados de la unidad
total.
Oxígeno + hidrógeno = agua
Algas + celenterados = corales
Conjunto individuos = población
EL CONTROL EN EL ECOSISTEMA
Conforme a la hipótesis Gaia, la biosfera es un sistema cibernético,
altamente integrado y autoorganizado.
Homeostasis (homeo = igual ; stasia = estado) significa la tendencia
de los sistemas biológicos de resistir al cambio y permanecer en
estado de equilibrio. Desde el nivel de organismo hacia abajo son
los mecanismos neurales, hormonales y genéticos que mantienen
un control muy preciso alrededor de un punto fijo, en el crecimiento
y las funciones corporales. El control depende de la
retroalimentación negativa. La retroalimentación positiva es
necesaria para el desarrollo y la supervivencia de los organismos;
pero para lograr el control tiene que haber una retroalimentación
negativa que contrarreste la división. Es el denominado mecanismo
homeostático.
Por encima del nivel de organismos el control es interno y difuso, e
implica cientos de miles de ciclos de retroalimentación positiva o
negativa, por tanto, es menos preciso al carecer de un punto fijo, de
manera que cuando las condiciones se acercan al los límites existen

9. tendencias a mantener un estado pulsante en lugar de uno estable.
Waddington (1975) acuño el término homeorresis (homeorrhéin =
mantenimiento de flujo, para describir la estabilidad evolutiva y
ecológica.
Debido a la ausencia de controles puntuales, muchos científicos son
escépticos a cerca de que los ecosistemas y la biosfera funcionen
como sistemas cibernéticos, aunque la mayoría acepta el concepto
de que los organismos realizan funciones de control de los procesos
y la composición química de la atmósfera y los océanos.
Ocasionalmente han ocurrido fenómenos catastróficos (choques de
cometas, erupciones volcánicas masivas, glaciaciones) lo cual
plantea interrogantes a la homeostasis global. Pues, a pesar de la
pérdida de especies durante estos cataclismos geológicos y
cósmicos, la vida no sólo ha persistido sino que ha continuado
diversificándose y participando en el restablecimiento de las
condiciones para sí misma.
LA COMUNIDAD COMO UNIDAD DE ESTUDIO
Los organismos no viven solos en la naturaleza, sino que forman
parte siempre de un conjunto de poblaciones que viven juntas en
una misma área o hábitat determinado.
Es la parte viva del ecosistema y se emplea para designar reuniones
naturales de diversos tamaños, desde el conjunto de poblaciones
bajo un árbol caído hasta los de un gran bosque u océano.
Comunidades mayores: tienen un tamaño y organización que le
permiten ser relativamente independientes de entradas y salidas de
comunidades adyacentes; sólo necesitan de energía solar.
Comunidades menores: dependen en mayor o menor grado de las
comunidades vecinas.
La definición de comunidad incluye tres conceptos:
1) Presencia conjunta de varias especies en un área.
2) Que conjuntos formados por grupos casi semejantes de
especies, recurren en el tiempo y en el espacio, lo cual

10. significa que se puede identificar un “tipo de comunidad” que
tiene una composición relativamente constante.
3) Tienen una tendencia hacia la estabilidad dinámica y que este
equilibrio tiene tendencia a restaurarse después de una
alteración; es decir la comunidad posee la propiedad de
autorregulación.
Los zoólogos muestran mayor interés en las relaciones funcionales,
en tanto que los botánicos en las relaciones taxonómicas o
estructurales de la comunidad y sus cambios en el tiempo y en el
espacio . Los estudios de carácter global provienen de los primeros
pues consideran a las plantas alimento de los animales, mientras
han tendido a ignorar a los animales.
En la teoría de ecosistemas, la comunidad es uno de los principios
importantes, pues destaca el hecho de que diversos organismos
viven normalmente juntos de un modo ordenado, y no simplemente
como seres independientes esparcidos al azar sobre la tierra. No es
estática, esta cambiando constantemente, pero posee estructuras y
funciones que pueden ser estudiadas, y que son atributos exclusivos
del grupo.
CARACTERÍSTICAS DE LAS COMUNIDADES
La comunidad posee atributos que no residen en las poblaciones
que la componen y que sólo revisten significado a nivel de
integración comunitaria. Entre las principales se han medido y
estudiado 5 características:
1) Diversidad de especies.- Que especies viven en una
comunidad determinada; es una medida sencilla de la riqueza
o diversidad biológica.
2) Estructura y forma de crecimiento.- Se puede describir el tipo
de comunidad conforme a categorías de crecimiento (árboles,
arbustos, hierbas, musgos), o detallar las formas de
crecimiento (árboles de hojas anchas y los de hojas de aguja).
Estas formas de crecimiento determinan la estratificación
vertical.
3) Predominio.- No todas las especies revisten importancia en la
determinación de sus características. Unas cuantas ejercen
control por su tamaño, número de individuos o sus actividades

11. ,y determinan, en gran parte, las condiciones bajo las cuales
crecen las especies vinculadas a ellas.
4) Abundancia relativa.- Se puede determinar las proporciones
relativas de las especies de la comunidad.
5) Estructura trófica.- Las relaciones alimenticias de las especies
de una comunidad determinan el flujo de energía y materia.
Por tanto, podemos derivar que una comunidad posee una
estructura y función propias, sea que se encuentren en equilibrio
o en proceso de cambio.
LA NATURALEZA DE LA COMUNIDAD
Hay controversia a cerca de la naturaleza de la comunidad. Y
consiste en: “ es la comunidad un sistema organizado de especies
recurrentes o un conjunto al azar con integración mínima ?”
Hay quienes piensan que la comunidad es un “superorganismo”. Y
uno de los supuestos principales es que hay alguna “unidad
fundamental “ de comunidades naturales, y que es natural en el
sentido que se encuentra en la naturaleza y no es producto de
clasificaciones hechas por el hombre.
Este supuesto ha originado que algunos ecólogos establezcan una
analogía entre el concepto de especie y de comunidad. Si realmente
existen es posible descubrirlas en la naturaleza.
Los otros opinan que la comunidad es un conjunto de poblaciones
con los mismos requerimientos ambientales. Hacen énfasis en los
principios de continuidad y de individualidad de las especies, cada
una con su propia distribución específica. A diferencia de las
especies, la comunidad es un conjunto de poblaciones errantes y se
trata una unidad arbitraria. Esta escuela individualista, argumenta
que las comunidades son susceptibles de identificación y
clasificación, pero la categorización se lleva a cabo por la
comodidad de los observadores y no es una estructura fundamental
de la naturaleza.
La mayor parte del debate se centra en:
a) Los lotes y asociaciones (son, no son) discontinuos entre sí.

12. b) Las especies (están, no están) organizados en grupos
discretos, que corresponden a asociaciones.
Similitud y disimilitud de los lotes
En el supuesto que las comunidades sean unidades naturales,
deben consistir en lotes muy semejantes entre sí, pero claramente
diferentes de los correspondientes a una segunda asociación.
Generalmente no se da.
Continuidad y discontinuidad
En el supuesto que las comunidades son unidades naturales, los
contactos entre los lotes de dos comunidades deben ser claros y
discontinuos.
La teoría de gradientes ayuda a suponer continuidad, pero los
límites no pueden ser fijados por una o dos especies sino que se
debe buscar los límites de las “unidades naturales”.
Relación de la distribución de las especies
Si la comunidad es una unidad natural, las poblaciones deben estar
unidas en una red, organizada por interrelaciones obligadas. Este es
el concepto básico de “red de vida”.
Dicho de otra manera, es necesario preguntar con qué frecuencia la
distribución y la abundancia de una especie están determinadas por
las interacciones de otras. No se sabe enteramente a cerca de esto,
pero pueden hacerse generalizaciones: la mayor parte de especies
depende parcialmente de otra, con extremos de un estado de
indiferencia o de una exclusión competitiva.
Actualmente la opinión esta cerca del punto individualista:
. Las especies se distribuyen en forma individualista conforme a sus
características genéticas.
. Las poblaciones de la comunidad tienden a modificarse poco a
poco, conforme a gradientes ambientales.
. Gran parte de especies no están en asociación obligada con otras.

13. . Hace suponer que las comunidades se forman partir de
numerosas combinaciones de especies, que varían en el tiempo y
en el espacio.
. La clasificación de las comunidades se puede hacer pero para la
comodidad del hombre y no como una descripción de la estructura
fundamental de la naturaleza.
ESTRUCTURA DE LAS COMUNIDADES
Cuando se habla de estructura de una comunidad se puede hacer
referencia a la estructura física o a la biológica.
La estructura física, que es en esencia lo que observamos en la
comunidad. En un bosque observaremos su estructura conformada
por árboles, arbustos, hierbas, musgos formando parte del dosel y
del sotobosque. El suelo constituye la matriz de las interacciones
radiculares de todas las plantas y los animales de la comunidad se
distribuirán en la estructura definida por las plantas.
La estructura biológica, abarca la composición y abundancia de las
especies, los cambios temporales y las relaciones entre especies, y
depende en parte de la estructura física.
Ambos aspectos de la comunidad, a su vez, influyen intensamente
en el funcionamiento, es decir, como procesadora de materia y
energía.
Las comunidades funcionan como una compleja red de
interacciones de especies, pero no olvidemos que están integradas
por la coevolución de grupos de especies que interactúan.
La estructura y el funcionamiento de las comunidades resultan
modificados por la selección natural, que actúa sobre los individuos.

14. ESTRUCTURA FÍSICA
Formas de crecimiento.
En las comunidades terrestres, las plantas forman la estructura
mayor y se pueden clasificar según Wittacker (1975), en seis formas
de crecimiento: árboles, lianas, arbustos, epífitas, hierbas y talofitas.
Las formas de crecimiento son un reflejo de las condiciones
ambientales que, en caso de ser similares producirán formas
semejantes por evolución convergente, lo cual nos permite
identificar “equivalentes ecológicos”. Las plantas del desierto tienen
como característica morfológica la pequeñez de las hojas y esto se
observará en todos los desiertos.
En el supuesto de que las formas de crecimiento fijas sean un
reflejo de las condiciones ambientales, debe ser factible predecir la
estructura de la comunidad una vez que se conozcan los factores
ambientales de importancia.
La forma de crecimiento de las plantas está determinada, en parte
por su estructura foliar. Las hojas son decisivas par la fotosíntesis y,
por tanto, están sujetas a intensas presiones evolutivas.
Al parecer, el tamaño de la hoja se basa en el hecho de que las
plantas deben pagar por el intercambio de gases fotosintéticos
mediante una pérdida de agua por transpiración. Así, lo óptimo para
las plantas es llevar al máximo la eficiencia en el uso del agua, es
decir, la proporción fotosíntesis transpiración (F/T).
Estructura vertical
La mayor parte de las comunidades presentan una estructura
vertical o estratificación, pero la causa de la misma es diferente en
los ecosistemas terrestres y acuáticos. En ambos esta relacionado
con la luz.

15. Sistemas terrestres
En los bosques densos, menos del 1% de la luz solar recibida llega
hasta el suelo. Es indudable que la competencia por la luz es un
factor decisivo en la estratificación.
La competencia tiene lugar siempre que una planta o una hoja dan
sombra a otra planta u otra hoja, respectivamente. La luz es un
recurso que se dispone sólo momentáneamente, si no se intercepta
en el instante se pierde. Y la interceptación no depende del follaje
sino de la posición, y en muchos casos la altura es decisiva.
Un concepto importante es el “índice foliar”, que es la proporción de
la superficie total de las hojas respecto a su similar en el suelo.
Las hojas no están colocadas en capas claramente definidas. La luz
penetra el dosel de hojas y se refleja de una a otra. Es poca la luz
que pasa entre las hojas. Las plantas con una sola capa de hojas
tienen un índice foliar de 1.0, proyectan una sombra densa; son más
eficientes con luz escasas y, por tanto, están presentes en el
sotobosque. En cambio las plantas de capas múltiples son más
eficientes con luz intensa y estarán presentes en el dosel.
Sistemas acuáticos
La estructura vertical depende de las propiedades físicas del agua.
El agua modifica su densidad con la temperatura y la salinidad, y
estas propiedades físicas dan una estructura compleja en los
medios acuáticos.
El agua absorbe la luz, por lo que la intensidad de esta disminuye al
aumentar la profundidad, en toda la masa de agua, incluso si no hay
plantas u organismos que la intercepten.
El fitoplancton esta conformado por pequeños organismos, pero
varían mucho en su forma y tamaño; más aún enfrentan otro
problema: flotar.
Generalmente, la densidad de los fitoplanctontes es mayor que la
del agua (1.01 a 1.03), de modo que se hunden lentamente cuando

16. se les coloca en agua quieta. Esta lentitud es variable: un cilindro se
hunde con mayor lentitud que una esfera de similar volumen.
El fitoplancton sólo se encuentra en la parte superior de la columna
de agua y la estratificación sólo se conserva por la turbulencia del
agua que compensa la tendencia al hundimiento.
El hundimiento lento quizá represente una ventaja: permite la
aceleración de la toma de los nutrientes y la excreción, cuya índice
de transferencia se verá afectado por la relación superficie volumen.
Por tanto la selección de las proporciones específicas de
superficie/volumen restringe la forma de las células de una biomasa
dada.
Todo hace suponer que las formas del fitoplancton son el resultado
de la selección natural, que ha actuado tendiendo a minimizar el
hundimiento y llevar al máximo la proporción superficie/volumen.
El zooplancton no esta limitado a las capas que reciben luz y
muestran una estructura vertical más diversa. Además, mucho de
ellos nadan, por lo que su distribución no es constante.
Son numerosas las especies que realizan migraciones verticales,
ascienden en las noches y descienden con la presencia de luz (son
raros en el día). La distancia varía con la especie
Los eufausidos tienen migraciones de más de 100 m. Hay una
concentración masiva en regiones polares donde es uno de los
principales eslabones de la cadena alimenticia. Ascienden y
descienden durante todo el año y da como resultado una estancia
más corta en la superficie en el verano. La migración vertical la
llevan mediante nado activo (Meganyctiphanes norvegica, asciende
a 90 m/h y desciende a130 m/h)
La luz es la causa de las migraciones verticales del zooplancton.
¿Cuál es la ventaja selectiva de las migraciones en los organismos?
En el caso del zooplancton hay varias hipótesis para explicar el valor
adaptativo de la migración vertical:
- Aprovisionamiento de alimento.

17. - Evitar los depredadores que cazan durante el día en la
superficie. Es frecuente afirmar que el principal valor
adaptativo de la migración es huir para evitar la predación,
quizá no sea del todo cierto en todos los organismos.
- Un método de dispersión
- Es de carácter demográfico, en el sentido de que disminuye el
metabolismo en aguas frías. Se basa en que el tamaño
corporal del plancton es mayor si crecen en aguas frías.
Es posible que la migración otorgue ventajas selectivas, pero sería
un error buscar una explicación sencilla. Pero si se presenta en un
gran número de especies, representa una ventaja selectiva y, por
tanto, es el resultado no de una sino de diversas ventajas selectivas
ESTACIONALIDAD
Las comunidades se modifican notablemente con cada estación, de
modo que su estructura física no es constante.
Esto lo apreciamos mejor en zonas de clima templado. La
Fenología, es el estudio de los cambios estacionales y uno de sus
objetivos ha sido el de elaborar un calendario fenológico que se
pudiera sobreponer al astronómico, para indicar los acontecimientos
biológicos. Su importancia radica en que “ la cronología de los
fenómenos es decisiva para las interacciones biológicas”.
El florecimiento estacional es evidente en las plantas, varía mucho
en cuanto a tiempo y duración. El sistema plantas – polinizadores,
es mutualista
En las regiones tropicales también se presentan fenómenos
estacionales. En este caso no es la temperatura sino la precipitación
pluvial el factor decisivo. Las temporadas secas y de lluvias ejercen
efectos importantes en la estructura de la comunidad.
El florecimiento en el bosque húmedo tiene lugar todo el año y en el
bosque seco esas restringido más a la estación seca.

18. En las comunidades acuáticas, también muestran similares
comportamientos referentes a la reproducción y cambios de
estructura.
ESTRATIFICACION
Se refiere a la separación entre especies de organismos en el
espacio, o bien, en el tiempo. Una comunidad puede estratificarse
en el espacio verticalmente (en capas) u horizontalmente (círculos
concéntricos).
También se pueden presentar patrones diarios, lunares,
estacionales o irregulares, que lo separan en el tiempo.
En las comunidades terrestres, la estratificación es determinada
principalmente por las formas vegetales. En los acuáticos, la
estratificación espacial se determina generalmente por la
profundidad del agua, la penetración de la luz y la temperatura.
Las comunidades, acuáticas y terrestres, presentan alguna forma de
estratificación. Este tipo de diversidad ambiental aumenta el número
de microhábitat, y permite que haya un mayor grado de diversidad
biológica en la comunidad y, por lo tanto, de estabilidad.
Estratificación vertical
Se distinguen dos capas de estratificación vertical:
a) El estrato superior, en que existe penetración de la luz.
b) El estrato regenerativo inferior, don se acumula materia
orgánica.
En el estrato superior hay penetración de la luz y dominancia de los
autótrofos. En las comunidades terrestres esta representado por la
vegetación y en las acuáticas por la capa superior de agua del mar,
lago o estanque.
En el estrato regenerativo inferior, se acumula la materia orgánica y
esta dominado por los organismos reductores. En los ecosistemas
terrestres corresponde al suelo y en el acuático al sedimento.

19. . El estrato superior
Las comunidades terrestres, tipo bosque por ejemplo, pueden
dividirse verticalmente en varias capas, de acuerdo a las diferentes
alturas de la vegetación. La gran variedad de formas de vida de un
bosque indica que esta estratificado.
Junto a la estratificación de la vegetación de un bosque, existe la
estratificación de la temperatura, de la luz y la humedad. El dosel del
bosque, desempeña un papel principal en el proceso de
estratificación, ya que recibe la fuerza íntegra del clima. El dosel
sirve par modificar la intensidad de la luz, temperatura, velocidad del
viento y la humedad hacia el estrato regenerativo inferior.
Las comunidades acuáticas, también muestran una estratificación
vertical. En la columna de agua se nota la presencia de capas, cuyo
número dependen de la profundidad.
El fitoplancton es el principal factor productor en el mar, pero no el
único, pues en las zonas costeras y litorales de baja profundidad
son las macroalgas las contribuyen con la producción y en ciertas
latitudes también estan presente plantas superiores sumergidas.
Podemos luego mencionar al zooplancton, los comedores de
plancton ( holo y meroplancton), los clupéidos, que al parecer filtran
el fitoplancton en forma selectiva, evitando la competencia. Todos
ellos se encuentran en la capa superior de la columna de agua, y
luego en forma sucesiva, se puede observar la distribución de los
organismos de la comunidad a diferentes niveles de profundidad
. Estrato regenerativo inferior
Constituido por la comunidad de organismos principalmente
degradadores que se encuentran en el suelo. El suelo esta
compuesto en el ecosistema terrestre, por capas u horizontes
conformando el perfil del mismo.
En las comunidades acuáticas, los sedimentos constituyen el estrato
regenerativo., en donde se encuentran asentados una serie de
bacterias y hongos que realizan la degradación de la materia
orgánica.

20. Sin embargo, en relación al estrato regenerativo se encuentra una
importante comunidad, la comunidad bentónica, formada por,
además de las macroalgas, por un extenso grupo de animales
sésiles o relativamente inactivos
Estratificación horizontal
Estudia mayormente la vegetación, en anillos concéntricos, desde el
límite exterior del ecosistema hacia el centro.
Las diferencias en la vegetación son producidas primordialmente por
el clima y las condiciones locales. Este tipo de estratificación es más
notable en las cercanías de algunos cuerpos de agua lénticos.
Generalmente los cambios de las comunidades no son lo
suficientemente claro, hay traslape.
En los ecosistemas marinos no se observa una configuración
semejante, es decir en anillos concéntricos, pero si es posible
distinguir una clara estratificación horizontal tanto a nivel pelágico
como bentónico. La primera va desde la zona nerítica a la oceánica
y la segunda, desde las zonas de mareas hasta la región abisal.
Periodicidad
La periodicidad es otro tipo de estratificación, es la estratificación
temporal. Se refiere a los cambios recurrentes regulares que son el
resultado, en cierta medida, de los cambios rítmicos o ciclos en las
actividades de los organismos.
La mayor parte de las actividades de las comunidades tienen
carácter periódico. Están sincronizadas con influencias físicas, tales
como la duración del día y de la noche, la intensidad luminosa, la
humedad, la temperatura y las mareas. La existencia de cualquier
comunidad depende de esta sincronización para sus actividades
biológicas. Se ha encontrado que esta sincronización, constituye
virtualmente una característica universal.

21. . Ritmos diarios
La mayoría de organismos coordinan sus actividades dentro del
fotoperiodo de la duración del día y de la noche. La fotoperiodicidad
es una respuesta del organismo a la duración de la luz y la
oscuridad.
Aurora y crepúsculo señalan el principio y el final de la actividad de
los organismos. Diurnos o nocturnos . Ritmos circadianos. Migración
vertical del plancton.
. Ritmos lunares
Corresponden a los periodos mensuales o lunares. La mayor parte
de organismos que tienen ritmos lunares son marinos. No es
sorprendente si se toma en cuenta el fuerte efecto de la luna sobre
las mareas y pueden ser afectados por la amplitud de las amreas, la
cual es mayor en los periodos de luna nueva y llena (sicigias) y
menor en cuarto creciente y cuarto menguante.
Así, el alga Dyctiota, produce gametos coincidiendo con la marea de
luna llena.
Algunos poliquetos ascienden a la superficie coincidiendo con el
cuarto menguante de octubre y noviembre, produciendo luminosidad
y descargando óvulos y espermatozoides. Los nativos del Pacífico
Sur, en Filipinas, lo extraen como alimento en grandes cantidades.
Otros poliquetos, los gusanos fuego, en las Bermudas, aparecen al
anochecer en periodos de luna llena. E. Mark, determinó que la
aparición y su luminiscencia comenzaban 55 minutos después de la
puesta del sol y duraba media hora.
El pez Leurestes tenuis “eperlano de california”, tres o cuatro días
después de las sicigias de abril a junio, se dirige a las costas para
depositar sus huevos en la arena.
En general, se desconoce cuál es el mecanismo regulador de estas
periodicidades.

22. . Ritmos estacionales
Que corresponden a las estaciones del año. Las actividades
estacionales incluyen la etapa de reproducción, crecimiento,
migración, etc. Y en el medio terrestre y marino su acción es
bastante evidente en la mayoría de los organismos dela comunidad.
HABITAT Y NICHO ECOLÓGICO
Hábitat, es el lugar donde vive un organismo.
Nicho ecológico, es un término más amplio, incluye no sólo el
espacio físico ocupado, sino también el papel funcional en la
comunidad y su posición en las gradientes ambientales, para el caso
marino, de temperatura, oxígeno, luz, etc y otras condiciones para
su existencia.
Estos tres aspectos pueden designarse como:
a. Nicho espacial o de hábitat
b. Nicho trófico
c. Nicho multidimensional o de hipervolumen
Por tanto, el nicho ecológico de un organismo en kla comunidad
depende de:
a. Dónde vive
b. Qué hace (como transforma energía, se comporta, reacciona a
su medio físico y biótico y lo transforma)
c. Cómo es coaccionado por otras especies.
Por analogía, se dice que el hábitat es la “dirección” y el nicho
ecológico es la “profesión”.
El término hábitat es de uso extenso y suele entenderse como lugar
donde vive un organismo. Así, por ejemplo, el hábitat del caracolito
Thais es la zona intermareal rocoso.
a. Microhábitat, cuando especies de un mismo género tienen un
mismo hábitat general, pero con pequeñas diferencias en
cuanto a localización. Microhábitat distinto

23. b. Macrohábitat, cuando especies de un mismo género
presentan diferencias muy grandes en cuanto al hábitat.
El hábitat de un organismo o de un grupo de porganismos,
comprende tanto otros organismos como un ambiente abiótico. Si
habla del hábitat de la comunidad, sólo incluirá la parte abiótico.
Por el contrario, el concepto de nicho es nuevo y no se comprende
fuera del campo de la ecología. Es comprensible pero difícil de
definir y más aún de cuantificar.
Es un término que ah tenido una larga evolución conceptual:
Grinnell (1917 y1928), lo concebía en términos de microhábitat, o lo
que hoy llamaríamos nicho espacial.
Elton (1927), lo proponía en términos de “estado funcional de un
organismo en un ecosistema”, y ponía énfasis en las relaciones de
energía, de manera que su concepto podría considerarse como
nicho trófico.
Hutchinson (19579, sugirió que podía representarse como “un
espacio multidimensional o un hipervolumen, en cuyo seno el
ambiente permite al individuo o a la especie vivir indefinidamente”,
pudiéndose considerar a esto como nicho multidimensional o de
hipervolumen . Ejemplo, nicho climático. A su vez Este autor
distinguió:
a. Nicho fundamental, el hipervolumen abstractamente habitado,
máximo, cuando la especie no esta cohibida por competición.
b. Nicho realizado, un hipervolumen más pequeño ocupado en
condiciones de coacción biótica.
Se entiende, por tanto, que averiguar cuál es el hábitat de una
especie, es el comienzo del estudio. Para averiguar la posición del
individuo en la comunidad natural, necesitamos saber algo sobre
sus actividades y, especialmente, de su alimentación y de sus
fuentes de energía, de su metabolismo y desarrollo, de su influencia
sobre otros organismos y, también, de la medida en que modifica o
es capaz de modificar funciones importantes en el ecosistema.
Mac Arthur (1968), señala que el término “nicho” y el término
“fenotipo”, son conceptos paralelos, pues ambos comprenden un sin
número de atributos.

24. DIVERSIDAD BIOLÓGICA
Diversidad genética
Diversidad de especies
Diversidad de ecosistemas
LA MATERIA EN EL ECOSISTEMA
Ciclos Biogeoquímicos
LA ENERGÍA EN EL ECOSISTEMA
Conceptos básicos sobre la energía
Energía = Capacidad para realizar trabajo
Trabajo = La realización de algo
La gran variedad de organismos y funciones necesarias para
mantener en operación nuestros sistemas de soporte de vida
requieren enormes cantidades de energía.
La fuente de energía para los autótrofos es la luz y para los
heterótrofos el alimento.
Unidades de energía
Caloría (cal o gcl)
Kilogramo caloría (Kcal o Cal)
Unidad Técnica Británica (B.T.U.)
Joule (J)
Watt (W)

25. Comportamiento de la energía
Primera Ley de Termodinámica: la energía no se crea ni se destruye
sólo se transforma. Ley de la conservación de la energía.
Segunda Ley de Termodinámica: La transformación de la energía no
se lleva a cabo a menos que ocurra una degradación desde una
forma concentrada a otra más dispersa.
Como parte de la energía siempre se dispersa en energía calórica
irrecuperable (inutilizable), ninguna transformación espontánea (luz
a alimento) pude ser 100% eficiente: Ley de la entropía.
Entropía (en = en; tropos = transformación) es la medida del
desorden, en términos de energía irrecuperable, no disponible,
inutilizable, en un sistema termodinámico cerrado.
Los organismos, los ecosistemas y la biosfera poseen la
característica termodinámica esencial de crecer y mantener un
grado elevado de orden interior, o una condición de baja entropía
En el ecosistema, el “orden”, en términos de estructura compleja en
biomasa, es mantenido por la respiración total de la comunidad, la
que continuamente “elimina por bombeo el desorden”.
Desgaste del Sistema Solar
La tierra dista mucho de encontrarse en estado de estabilidad con
respecto a la energía, porque hay grandes cantidades potenciales
de energía y diferencias de temperatura, que se mantienen gracias
a la entrada continua de energía luminosa.
Es el proceso de desplazarse hacia el estado estable, el que
ocasiona la sucesión de cambios de energía que constituyen los
fenómenos naturales.
La segunda Ley, se refiere al principio de estabilidad: todo sistema
natural cerrado con flujo de energía constante, tiende a cambiar
hasta que se establece un ajuste estable, con mecanismos

26. autorreguladores, que provocan el retorno al estado constante si es
sacado de él por cualquier influencia momentánea externa.
Alcanzado el estado estable, las transferencias de energía tienden a
progresar en un solo sentido y a velocidades características fijas.
El mantenimiento antitérmico constituye la prioridad número uno en
cualquier sistema complejo del mundo real. Es necesario “bombear
desorden” para mantener “orden” interior.
En el ecosistema la proporción R/B es una función termodinámica
de orden. Esta proporción de “Schrödinger” es una renovación
ecológica. Cuanto mayor es la biomasa, mayor es el costo de
mantenimiento; pero si el tamaño de las unidades de biomasa
(individuos) es grande (árbol) el mantenimiento antitérmico por
unidad de biomasa disminuye y viceversa.
El comportamiento de la energía en el ecosistema se designa como
“corriente de energía”, fluye en un solo sentido.
James Lotka (1880 – 1949), introdujo la termodinámica en la
ecología; tuvo la misma idea del concepto de sistema ecológico que
Tansley.
Radiación Solar
Se encuentra en la parte central del espectro electromagnético la
mayor parte está entre 0.1 y 10 um.
La radiación solar consiste en luz visible y dos componentes
invisibles, radiación UV y IF. La radiación IF es la parte “caliente” de
la luz solar. Estos son absorbidos por la atmósfera y llegan a la
superficie de la tierra; en un día despejado, 10% UV, 45% visible y
45% IF. La menos atenuada es la visible al pasar por la cubierta de
nubes y agua. Por tanto, la fotosíntesis continúa en días nublados y
agua clara hasta cierta profundidad.
La vegetación absorbe fuertemente longitudes de onda azul y rojo y
las del IF lejano; en menor grado el verde y muy débilmente la del IF

27. cercano. Al reflejar el IF cercano (región que concentra la energía
calorífica del sol) las hojas evitan temperaturas letales.
Detección remota Sistemas de información geográfica.
METABOLISMO DE LOS ECOSISTEMAS
Las comunidades son mezclas de autótrofos y heterótrofos. El
ecosistema incluye a los organismos y su ambiente abiótico; es un
concepto global que considera el movimiento de materia y energía.
El primer paso para estudiar el metabolismo, es el de establecer la
red alimenticia y luego evaluar la importancia de las especies en el
metabolismo de la comunidad. No todas las especies revisten igual
importancia.
Pueden emplearse tres medidas para definir la importancia relativa
en una comunidad:
1. Biomasa: peso de los organismos de cada especie como
medida de importancia relativa: punto de vista estático.
Pero desde punto de vista dinámico: rendimiento, rapidez
con que se produce nueva biomasa en la comunidad. Es
más acelerado cuando el metabolismo y la reproducción
son elevados, incluso si la biomasa es escasa.
2. Flujo de materiales: si el ecosistema es un todo, absorbe
materiales, los emplea y los deja salir; hay reciclamiento.
3. Flujo de energía: el ecosistema es un transformador de
energía: absorbe, fija y trasmite energía y fluye de plantas,
a herbívoros, a carnívoros, una sola vez; no se recicla.
La mayor parte de ecólogos utilizan la energía como variable básica:
unidad = caloría, pues permite considerar en forma conjunta a todos
los organismos.

28. PRODUCCIÓN PRIMARIA
La fotosíntesis es la base de la vida y el punto inicial para el estudio
del metabolismo de los ecosistemas. La mayor parte de la materia
viva de la tierra son las plantas (99% en peso).
LA FOTOSÍNTESIS
enzimas
12 H2O + 6CO2 + Energía solar C6H12O6 + 6H2O+ 6O2
metabólicas
Se podría medir la producción por la acumulación de carbohidratos,
pero la respiración ocurre simultáneamente para el uso de energía.
enzimas
C6H12O6 + O2 CO2 + H2o + Energía
Metabólicas
En equilibrio: fotosíntesis = respiración: “punto de compensación”.
No habría alimento para animales.
Producción primaria bruta = energía fijada en la fotosíntesis.
Producción primaria neta = energía fijada en la fotosíntesis
- energía perdida en la respiración
En plantas terrestres se puede medir: Variación de concentración de
CO2 u O2 en el aire que rodea a las plantas. Mayormente se mide
la absorción de CO2 en el día: producción neta; liberación de CO2
la noche = respiración.
Se puede calcular los equivalentes energéticos, a partir de la
termodinámica química:
12H2O + 6O2 + 709 Kcal C6 + H12O6 + 6H2O + 6O2
No es simple evaluar a nivel de campo.

29. El método más sencillo para medir la producción primaria es el de la
cosecha.
∆ B = B2 – B1
∆ B = cambio de biomasa en comunidad a los tiempos 1 (t1) y
2 (t2).
B1 = Biomasa en t1
B2 = Biomasa en t2
Posibles pérdidas de biomasa:
L = por muerte de plantas o parte de ellas.
G = a manos de depredadores.
Producción total neta = B + L + G.
Producción redicular + Producción aérea = Producción total. Luego
se convierte la biomasa a energía.
En los sistemas acuáticos, usualmente se mide la liberación de
oxigeno. Se repite en una botella obscura (únicamente respiración)
y una botella clara (fotosíntesis y respiración) a fin de calcular la
producción bruta y neta, respectivamente.
La producción primaria varía en los diferentes ecosistemas de la
tierra.
¿Cuál es la eficiencia de las diversas comunidades, como
transformadoras de energía? Se puede calcular:
Eficiencia de la producción = energía fijada por la producción primaria bruta
Primaria bruta energía en la luz solar recibida
Kozlovsky (1968) calculó la eficiencia de la comunidad del lago
Mendota, Wisconsin.

30. Eficiencia de la producción = 5017 Kcal/m2
/año, de producción primaria bruta
Primaria bruta 1188 720 Kcal luz solar recibida
= 0.42%
Las comunidades fitoplanctónicas tienen una eficiencia muy baja,
generalmente menor a 0.5%, pero es muy elevada en las algas
macroscópicas en aguas poco profundas. En los bosques es de 2.0
a 3.5%, comunidades herbáceas de 1.0 a 2.0% y en cultivos menos
de 1.5%.
Factores que limitan la productividad primaria
En las comunidades marinas, la luz es la primera variable, y la
profundidad a la que penetra será decisiva para definir la zona de
producción primaria. El agua absorbe luz solar rápidamente: más
de la mitad en el primer metro, incluida toda la infrarroja; incluso en
aguas claras, apenas 5 a 10% estará presente a 20m de
profundidad. Se puede decir que disminuye geométricamente con la
profundidad.
dI = - KI
dt
donde:
I = cantidad de luz solar
t = profundidad
k = coeficiente de extinción (constante)
Los valores más elevados de k indican aguas menos transparentes.
La luz excesiva inhibe la fotosíntesis, fenómeno que se observa en
las aguas superficiales de las regiones tropicales y subtropicales
durante todo el año, por lo cual la máxima producción tiene lugar a
varios metros de profundidad.
La luz es un importante factor limitante en la producción primaria en
el océano, si se conoce el índice con que disminuye la luz al
aumentar la profundidad (coeficiente extinción), la cantidad de luz y

31. la de clorofila en el fitoplancton, se puede calcular la producción
primaria neta mediante.
P = R x C x 3.7
k
Donde:
P = índice fotosintético ( g de c fijado / m2
superficie / día)
R = índice fotosintética relativo para la cantidad de luz recibida.
k= Coeficiente de extinción por metro
C = g de clorofila / m3
de agua en la columna acuática.
La constante de 3.7 se determinó experimentalmente; indica que se
fijan 3.7 g de carbono en la fotosíntesis por g de clorofila, en una
hora, bajo condiciones de saturación de luz.
Ejemplo: En Alaska se consideran:
Luz solar : 22 g cal/cm2
/día
k : 0.10 / m
C : 0.0025 g /m3
de agua
R : 14.5
P = 14.5 x 0.0025 x 3.7 = 1.34 g Carbono/m2
/día
0.10
En la realidad, P medida es 1.5 g carbono/m2
/día, algo semejante al
calculado.
La cantidad de luz solar recibida varía desde las zonas polares
hasta las tropicales, con regímenes invernales y veraniegos; y
potencialmente la producción primaria sería mayor en los trópicos y
subtrópicos; sin embargo eso no es así, algunas son muy
improductivas, como el Mar de los Sargazos, mientras que el
Océano Antártico es el de mayor productividad.
Al parecer, los nutrientes limitan la producción en los meses
tropicales y subtropicales, al limitar la biomasa de clorofila.

32. El nitrógeno y el fósforo son fuertemente los que limitan la
producción primaria en océanos; son muy bajos en la superficie y su
concentración es mayor en aguas profundas.
Al parecer el nitrógeno es el que suele ser un factor más limitante en
muchas partes del océano.
En otros lugares (Mar de los Sesgazos) no es el N ni P los limitantes
sino el Fe. De modo general el océano es muy improductivo,
comparado con la tierra, al parecer por que los nutrientes no están
disponibles. Un m2
de tierra puede sostener hasta 50 Kg de peso
seco de materia vegetal pues tiene hasta 0.5% de N, por el
contrario, en el océano, las aguas más ricas tienen 0.00005 de N y
sostienen a lo mucho 5 g de peso seco por m2
y sostienen a lo
mucho 5 g de peso seco por m2
.
Es alto en zonas de afloramientos: la más grande el Océano Ártico,
frente a las costas del Perú y California, y otras.
PRODUCCIÓN SECUNDARIA
La biomasa obtenida por fotosíntesis sigue dos cursos: para los
herbívoros o a los organismos que se alimenten de desechos, y así
sucesivamente a los consumidores carnívoros.
En general, la energía fluye a través de los organismos animales de
la comunidad, a lo largo de la cadena alimenticia.
La producción real en cada nivel estará dada por el índice de
asimilación, menos la actividad predatoria y las muertes.
El cálculo de la producción secundaria en un ecosistema dado, se
realizará mediante la suma de las producciones secundarias de las
especies (poblaciones) que conforman la comunidad.
CADENA DE AUMENTOS Y REDES TROFICAS
La energía se mueve en la biosfera en forma de moléculas de
elevada energía, elaboradas y almacenadas por los productores,
que luego sirven de alimento a una serie de consumidores. Ambos

33. obtienen energía a partir de las moléculas ricas en energía.
Finalmente cualquier energía que hayan fijado los productores o
acumulado los consumidores, y que ninguno emplee, es liberada por
los reductores.
La energía fluye por el ecosistema secuencialmente y de un
organismo a otro.
Cadena de alimentos, es una serie de alimentación entre
organismos, que indica quién come a quién. En cada paso se
produce rearreglos de los compuestos químicos, así como también
parte de la energía se transforma en calor y sale del ecosistema.
Las cadenas de alimentos raras veces corresponden a secuencias
aisladas. Generalmente se entrelazan varias de ellas para constituir
una red alimenticia, que es una compleja serie de relaciones
alimenticias.
Una cadena alimenticia incluye a los productores, consumidores
herbívoros, consumidores carnívoros y reductores o
transformadores. En cada etapa, se lleva a cabo el almacenamiento
de energía, utilización y eliminación por desechos y muerte.
Niveles Tróficos
El nivel trófico de un organismo se refiere al número de etapas que
separan a dicho organismo de la producción primaria. La
producción primaria constituye el primer nivel trófico.
Es probable que más de un herbívoro puede alimentarse con una
especie vegetal, así como también los herbívoros son presa de más
de un carnívoro: si dos organismos se encuentran separados de los
productores por el mismo número de etapas, se dice que ocupan el
mismo nivel trófico.
La Ley del diez por ciento (diezmo ecológico)
A medida que la energía se moviliza dentro de la cadena trófica la
mayor parte de ella se pierde en respiración.

34. La Ley del diez por ciento establece que sólo alrededor del 10% de
la energía procedente de un nivel puede ser obtenida por los
organismos del nivel trófico inmediato superior.
A mayor nivel trófico menos energía tendrá disponible.
Pirámides ecológicas
Sirven para representar en forma gráfica las estructuras tróficas de
las comunidades.
Como cada vez es menor la cantidad de material vivo en una
cadena alimenticia, se dice que hay un efecto piramidal en la
estructura trófica de la comunidad. Se pueden utilizar para su
construcción, números, energía o biomasa.
No se consideran a los reductores, pues su número es tan grande y
su peso pequeño que sería imposible graficar. Sin embargo es de
considerar que por ellos fluye una cantidad considerable de energía.
Su omisión limita la utilidad de las pirámides ecológicas.
METABOLISMO Y TAMAÑO DE LOS ORGANISMOS
La biomasa que pede ser sustentada por una corriente constante de
energía en una cadena trófica depende, en una parte considerable,
del tamaño de los organismos individuales.
Cuanto más pequeños son los organismos, más pequeña será la
biomasa que puede ser sostenida a un nivel trófico determinado en
el ecosistema; e inversamente, cuanto mayor sea el organismo
mayor será la biomasa existente a sostener. Así, la cantidad de
algas presentes en cualquier momento, será mucho más pequeña
que la “existencia” de peces, aún si la utilización de energía fuera la
misma por ambos grupos.
El metabolismo de organismos pequeños (algas, protozoos,
bacterias) es inmensamente mayor que la velocidad metabólica de
organismos mayores, tanto en la fotosíntesis como de la respiración.

35. En muchos casos, las partes metabólicamente importantes en una
comunidad no son los pocos grandes organismos, sino los
numerosos e invisibles a simple vista. Las minúsculas microalgas
con sólo algunos gramos por Ha en un momento dado, pueden
tener un metabolismo tan grande como un volumen mucho mayor
de árboles en un bosque.
ESPECIES CLAVE
En algunos casos, una función dada esta ocupada por una sola
especie, y la presencia de dicha función es decisiva para la
comunidad. En este caso, la estructura de la comunidad depende
de sus actividades.
La langosta es una especie clave en las comunidades de bajamar
en las costas orientales de Canadá. Los pescadores han explotado
intensamente las poblaciones de langosta y su disminución se ha
acompañado del aumento del erizo (Strongylocentrotus). El erizo es
herbívoro y puede controlar la distribución de algas. El aumento
explosivo del erizo trajo como resultado la desaparición de
Laminaria y Alaria, dando origen a grandes zonas rocosas casi
desnudas.
ESPECIES DOMINANTES
Son aquellas que en una comunidad suelen ejercer un control
intenso sobre la presencia de otras.
Se les identifica por su abundancia numérica o su biomasa y, por lo
general, suele definírseles por separado, para cada nivel trófico.
Por lo general se supone que las especies dominante en una
comunidad son ecológicamente constantes. En el mar peruano la
anchoveta, a nivel de herbívoros.
La dominancia se puede alcanzar en tres formas:
a. Ser la primera especie que tiene contacto con un nuevo
recurso, se vuelve abundante antes que surja competencia.
b. Especializarse en una parte del recurso que está ampliamente
distribuido y abundante.

36. c. Modificar sus hábitos a fin de emplear una gran variedad de
recursos. Será una especie generalista y alcanzará
dominancia si es superior en la competencia.
ESTABILIDAD
Concepto dinámico que se refiere a la capacidad de un sistema para
contrarrestar las alteraciones a que se ve sometido.
Estabilidad local: el sistema responderá a las alteraciones leves y
temporales con el regreso a su posición inicial. Ejemplo: la población
de sardina tendrá estabilidad local a la presión de pesca si regresa a
su densidad normal después que se deja de pescar.
Estabilidad global: los sistemas ecológicos están sometidos a
perturbaciones de mayor cuantía. Una región de estabilidad local
presentará estabilidad global sólo si el sistema regresa al punto
inicial después de grandes perturbaciones.
ELASTICIDAD
Concepto centrado en el equilibrio y gran parte de la ecología de
comunidades y poblaciones se ha centrado en ella.
Es una medida de la capacidad de un sistema para persistir en
presencia de alteraciones resultantes de diversos tipos : climáticos,
físicos, químicos, otros organismos o el hombre.
Mide la probabilidad de extinción.
Ejemplo:
- Comunidad zooplancton, tiene enormes fluctuaciones anuales,
pero persisten.
El análisis de la estabilidad, permite encontrar los límites o cantidad
de alteraciones que el sistema puede absorber, antes que cambie
de configuración. Pueden, generalmente, ser elásticos a un tipo de
alteración y no a otros ( a temperatura y no a nutrientes).

37. DESARROLLO Y EVOLUCION DE LOS ECOSISTEMAS
Un ecosistema no es invariable, sino que presenta fluctuaciones. Al
parecer, los cambios de importancia, a nivel de los factores físicos
del ecosistema, son el resultado de la actividad de los propios
organismos; así, el microclima del bosque, está controlado por el
desarrollo de la vegetación, y en una escala mayor de tiempo y
espacio la composición de la atmósfera terrestre y los gases
disueltos en el agua, que a su vez están en equilibrio con la
atmósfera, están regulados por la atmósfera (Hipótesis Gaia).
Sin embargo, como quiera que el ecosistema es la suma e
interacción entre los organismos y el ambiente, los cambios que se
dan en la comunidad, en el tiempo y en el espacio, puede ser el
resultado de dos componentes:
a. Uno alóctono, puramente ambiental, fuera del control de los
organismos.
b. Otro autóctono, en que se deriva, en mayor o menor grado, de
las propias actividades de los organismos.
ESTRATEGIA DEL DESARROLLO DEL ECOSISTEMA
El desarrollo del ecosistema o más conocido como sucesión
ecológica, puede definirse por tres parámetros:
1. Es un proceso ordenado de desarrollo de la comunidad, que
comprende cambios en la estructura de las especies y los
procesos de los procesos de aquellas, con el tiempo. Es
orientado ,y por lo tanto, predecible.
2. Resulta de la modificación del medio físico por la comunidad.
Es decir, la sucesión está controlada por la comunidad, pese a
que el medio físico condicione el tipo y la velocidad de cambio
y ponga a menudo límites a la posibilidad de desarrollo.
3. Culmina en un ecosistema estabilizado en el que se mantiene
un grado máximo de biomasa y de función simbiótica entre
organismos, por unidad de corriente de energía disponible.

38. Sere, ese la progresión o sucesión conjunta o completa de
comunidades que se substituyen una a otra en un área
determinada.
Comunidad seral, es cada una de las comunidades, relativamente
transitorias, del proceso de sucesión.
Clímax, o comunidad clímax, es la etapa o comunidad final del
desarrollo o ecosistema maduro.
Si bien los animales no son agentes pasivos en la sucesión de un
ecosistema, los cambios más significativos se dan en la
vegetación; por eso suele llamarse sucesiones vegetales.
El proceso de substitución de las especies, parte del hecho que
una especie dominante modifica la estratificación del ecosistema
( incluido el suelo)0 haciéndolo menos favorable para su propia
descendencia y más adecuado para la entrada de alguna nueva
especie.
Al paso del tiempo, las nuevas especies se tornan dominantes y
modifican su ambiente de manera que suprimen las actividades de
las especies existente 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 se mantiene
hasta que se alcanza un ecosistema estable y complejo.
Se pueden tener en cuenta unos 25 atributos, agrupados en 6
conceptos, involucrados en los cambios de las principales
características de estructura y función del ecosistema.
Bioenergética del desarrollo
Esta relacionada con la mayor parte de los atributos del cambio.
En las primeras etapas de la sucesión ecológica, la producción
primaria bruta (P) excede a la respiración (R) de la comunidad, de
modo que P/R>1 y a medida que se produce la sucesión P/R se
aproxima a 1. Es decir, la energía fijada tiende a se reequilibrada

39. con la energía de la conservación ( la respiración) en el ecosistema
maduro.
Los cambios bioenergéticos se dan a lo largo de la sucesión
ecológica, en donde, en las primeras etapas, la producción neta
(P) es mayor que la respiración ( R), de modo que la biomasa se
acumula en el ecosistema. Después, ambas disminuyen y se
hacen aproximadamente iguales.
La razón B/P aumenta, en gramos de carbono sustentados por
gramo de producción diaria, hasta alcanzar el equilibrio. En el
clímax, los metabolismos autotróficos y heterotróficos no sólo
están equilibrados, sino que una gran estructura orgánica ese
sustentada por pequeñas intensidades diarias de producción y
respiración.
Cadena de alimentos
A medida que se desarrolla el ecosistema, hay cambios en la
cadena alimenticia.
En las etapas iniciales las cadena alimenticia suele ser simple y
lineal.
En las etapas maduras la cadena alimenticia se convierte en redes
complejas, siguiendo la vía de detritus.
Diversidad y sucesión
La diversidad de especies, expresada como razón de especie y
número y número de especies y área, tiende a aumentar en las
etapas tempranas. En las etapas iniciales los organismos tienden a
ser pequeños, con ciclos biológicos cortos sencillos y velocidad de
reproducción rápida.
Los cambios en el tamaño parecen ser una consecuencia del paso
de los elementos nutritivos de orgánicos a inorgánicos o una
adaptación al mismo. En un medio rico en minerales y sustancias
nutritivas, el tamaño pequeño presenta una ventaja selectiva; en
cambio cuando el ecosistema se desarrollo, los elementos
nutritivos están ligados más a la biomasa, y los organismos poseen

40. mayores capacidades de almacenamiento y ciclos de vida
complejos.
El que la biodiversidad siga aumentando o no , dependerá de los
nichos que se creen, de la estratificación y de otras consecuencias
biológicas.
Ciclo alimenticio
En contraste con los sistemas en vías de desarrollo, los sistemas
modernos tienen una mayor capacidad para retener los elementos
dentro del ciclo del sistema. Reciclamiento es predominante.
SUCESIÓN PRIMARIA
Si el desarrollo comienza en un área que no ha sido colonizada
previamente.
SUCESIÓN SECUNDARIA
Cuando eL desarrollo tiene lugar en un área en la que se eliminó
otra comunidad. Esta suele ser más rápida que la primaria.
La sucesión se manifiesta tanto en los ecosistemas acuáticos
como terrestres. En los cuerpos lénticos, tienden a la extinción.
Debido a que los mares se encuentran, de manera general, en una
situación estable química y biológicamente por espacio de siglos,
los ecólogos casi no se han ocupado de la sucesión ecológica.
Los estudios en las aguas litorales, han permitido observar los
cambios generales que tienen lugar en una gradiente de sucesión
en la columna de agua, y es como sigue:
a. El tamaño medio de las células y la abundancia de las formas
móviles en el fitoplancton aumentan.
b. La productividad o índice de multiplicación se hace más lenta.
c. La composición química de los pigmentos del fitoplancton,
cambia.

41. d. La composición del zooplancton pasa de comedores pasivos
(filtración) a cazadores activos y selectivos.
e. En las últimas etapas de sucesión, la transferencia de energía
podrá ser más baja, pero su eficiencia aumenta.
En los ecosistemas litorales rocosos se puede observar con
claridad la sucesión primaria y secundaria.
EVOLUCION DEL ECOSISTEMA
Lo que se ha descrito como sucesión ecológica es el desarrollo al
breve plazo ( 200 –400 años).
La evolución de los ecosistemas a largo plazo, esta regida por:
a. Fuerzas alogénicas: cambios geológicos, cambios climáticos.
b. Procesos autogénicos, que resultan de las actividades de los
componentes vivos del ecosistema.
Los primeros ecosistemas de hace 3,000 millones de años fueron
poblándose a partir de:
- Minúsculos heterótrofos anaeróbicos que vivían de materia
orgánica.
- Algas unicelulares (cianobacterias) autótrofas, que
introdujeron oxígeno a la atmósfera reductora.
- Organismos heterótrofos simples.
- Organismos autótrofos y heterótrofos multicelulares más
complejos y mejor organizados.
Este cambio y evolución de la comunidad, supone que tiene lugar
principalmente, mediante la selección natural a nivel de especie.
Es decir cambios genéticos.
Sin embargo la selección natural arriba de dicho nivel puede
también ser importante, especialmente como:
a. Coevolución
b. Selección de grupo.

42. COEVOLUCION
Es un tipo de evolución de la comunidad que implica acción
selectiva recíproca, entre grupos (autótrofos y heterótrofos) de
organismos que guardan relación ecológica estrecha, como las
plantas y herbívoros, grandes organismos y sus microorganismos
simbiontes o entre parásitos y huéspedes.
Así, la planta Acacia cornigera y la hormiga Seudomyrmex
ferrugenea , en México. Las hormigas viven en el interior de las
espinas hinchadas de la planta. Si se eliminan las hormigas, se
produce una gran defoliación por insectos herbívoros, que
normalmente serían presa de las hormigas, y la sombra
subsiguiente que le hace una vegetación competidora provoca la
muerte de la Acacia, en un plazo de 2 a 15 meses. Así, la planta
depende del insecto para la protección contra el pasto.
SELECCION DE GRUPO
Es una evolución por selección natural entre grupos de
organismos, no necesariamente enlazados por medio de
asociaciones mutualistas, que conduce a la conservación de
rasgos favorables al grupo, aunque sean desfavorables a los
portadores genéticos en el seno del grupo.
Esto implica la extinción de poblaciones, en un proceso análogo a
la selección de genotipos en el interior de las poblaciones, por
muerte o por disminución de la capacidad reproductiva de los
tipos de individuos apropiados.
Sin embargo, la eficacia de la selección de grupo en la evolución
de los ecosistemas, podrá verse reforzada por desplazamiento
genético.
Este proceso es aún incierto, en cuanto al grado de influencia
que pueda ejercer en la evolución. Para los genetistas es un
concepto muy controvertido.