SUCESION ECOLOGICA Se llama sucesión ecológica a la evolución que se da de manera natural, produciendo que un ecosistema por su propia dinámica interna sustituya a los organismos que lo integran. El término alude a que su aspecto esencial en la sustitución a lo largo del tiempo de unas especies por otras. Se llama sucesión primaria a la que arranca en un terreno desnudo, exento de vida, es decir, es aquella que se desarrolla en una zona carente de comunidad preexistente, (que se inicia en un biotopo virgen, que no ha sido ocupado previamente por otras comunidades, como ocurre en las dunas, nuevas islas, etc). Se llama sucesión secundaria a la que se produce después de una perturbación importante, es decir, es aquella que se establece sobre una ya existente que ha sido eliminada por incendio, inundación, enfermedad, talas de bosques, cultivo, etc.. Estos reinician la sucesión, pero a partir de condiciones especiales, en las que suelen ocupar un lugar especies muy adaptadas a este tipo de perturbaciones, como las plantas que por ellos llamamos pirófita BIOMASA PRODUCTIVIDAD Y BIODIVERSIDAD Los investigadores que estudian praderas experimentales dicen que han confirmado lo que los conservacionistas esperaron durante mucho tiempo que fuera cierto: la diversidad de especies incrementa la productividad de los ecosistemas. En un amplio estudio de campo de plantas de pradera, un grupo de biólogos encontraron que mientras más especies tenía la parcela estudiada, producía más biomasa o material vegetal y retenía mejor el nitrógeno, su nutriente más importante. Cada vez más los conservacionistas argumentan que la biodiversidad tiene valor porque una mayor riqueza de especies podría volver más productivos y estables a los ecosistemas. Pero hasta ahora había faltado evidencia científica rigurosa que sirviera como apoyo a esta idea. Según los investigadores el nuevo estudio no solamente muestra que la biodiversidad puede incrementar la productividad de un ecosistema, sino que también puede contribuir a su crecimiento a largo plazo, aumentando su habilidad para retener nutrientes claves. FACTORES ABIOTICOS EN EL CICLO DE LA ENERGIA Geográficos: Determinados por el relieve de la zona e influyen en los ecosistemas terrestres. Ambientales: En el ecosistema terrestre están relacionados con el clima (humedad, presión atmosférica, temperatura, vientos), y en los ecosistemas acuáticos dependen de la profundidad y la temperatura del agua así como de la luminosidad. Edáficos: Se refieren a la naturaleza y composición del suelo. Químicos: Se deben a las sustancias disueltas en el agua o dispersas en el aire atmosférico. Son muy importantes en el medio acuático CADENA ALIMENTARIA La cadena alimenticia es una secuencia de los seres vivos que dependen unos de otros para la supervivencia y la producción de energía de cada uno. La cadena alimenticia tiene un flujo de energía, que se inicia en los productores o autótrofos, que son los vegetales fotosintéticos, como las plantas; se dirige a los consumidores primarios o fitófagos, que son los animales herbívoros, como los insectos; luego, se dirige a los consumidores secundarios o carnívoros; para después, dirigirse a los consumidores terciarios o carnívoros súper predadores, como el león o el tiburón; y llega a los descomponedores, tales como los hongos y las bacterias, pasando por diferentes niveles tróficos. El ciclo sólo se iniciará después de que los descomponedores reciclen la materia orgánica para ser consumida por las plantas otra vez. La energía y los nutrientes utilizados por todos los organismos a través de la cadena alimenticia se van perdiendo en el momento de cada transferencia, en forma de calor, que no es reutilizable. Así que si los que participan en la cadena alimenticia son menos en número, tendrán más energía los organismos que participan en esta cadena. El desequilibrio del ecosistema es uno de los principales problemas ambientales de la actualidad. Con la extinción de algunas especies animales y vegetales, se están produciendo cada vez más problemas en las cadenas alimenticias y, en consecuencia, daño al ecosistema. La caza furtiva de animales, la contaminación del agua, del aire y la contaminación de los ríos, son los factores que influyen directamente en la cadena alimenticia. FLUJO DE ENERGIA Para que un ecosistema pueda funcionar, necesita de un aporte energético que llega a la biosfera en forma, principalmente de energía lumínica, la cual proviene del Sol y a la que se le llama comúnmente flujo de energía (algunos sistemas marinos excepcionales no obtienen energía del sol sino de fuentes hidrotermales). El flujo de energía es aprovechado por los productores primarios u organismos de compuestos orgánicos que, a su vez, utilizarán los consumidores primarios o herbívoros, de los cuales se alimentarán los consumidores secundarios o carnívoros. De los cadáveres de todos los grupos, los descomponedores podrán obtener la energía para lograr subsistir. De esta forma se obtendrá unflujo de energía unidireccional en el cual la energía pasa de un nivel a otro en un solo sentido y siempre con una pérdida en forma decalor. TIPOS DE ECOSISTEMA Con la necesidad de proteger los ecosistemas, surge la necesidad política de describirlos e identificarlos de manera eficiente . Argumentaron que esto podría lograrse de manera más eficaz mediante un sistema de clasificación fisonómico-ecológico, ya que los ecosistemas son fácilmente reconocibles en el campo, así como en imágenes de satélite. Sostuvieron que la estructura y la estacionalidad de la vegetación asociada, complementados con datos ecológicos (como la altitud, la humedad y el drenaje) eran cada uno modificadores determinantes que distinguían parcialmente diferentes tipos de especies. Esto era cierto no sólo para las especies de plantas, sino también para las especies de animales, hongos y bacterias. El grado de distinción de ecosistemas está sujeto a los modificadores fisionómicos que pueden ser identificados en una imagen . En caso necesario, se pueden añadir los elementos específicos de la fauna, como la concentración estacional de animales y la distribución de los arrecifes de coral. Algunos de los sistemas de clasificación son los siguientes: Clasificación fisonómica-ecológica de formaciones vegetales de la Tierra: un sistema que describe la estructura de la vegetación y la cubierta sobre y bajo el suelo tal como se observa en el campo. Sistema de clasificación de la cubierta terrestre para diseñar un sistema completo de clasificación de ecosistemas que abarque tanto los ecosistemas terrestres como los acuáticos. ESTRUCTURA Al sumar la estructura de un ecosistema se habla a veces de la estructura abstracta en la que las partes son las distintas clases de componentes, es decir, el biotopo y la biocenosis, y los distintos tipos ecológicos de organismos (productores, descomponedores, predadores, etc.). Pero los ecosistemas tienen además una estructura física en la medida en que no son nunca totalmente homogéneos, sino que presentan partes, donde las condiciones son distintas y más o menos uniformes, o gradientes en alguna dirección. La estructura física del ecosistema puede desarrollarse en la dirección vertical y horizontal, en ambos casos se habla de estratificación. Estructura vertical. Estructura horizontal. ECOSISTEMA ACUATICO Cada uno de estos cuerpos de agua tiene estructuras y propiedades físicas particulares con relación a la luz, la temperatura, las olas, las corrientes y la composición química, así como diferentes tipos de organizaciones ecológicas y de distribución de los organismos. Ecosistema marino: Fótico: Y Afótico:. Ecosistema de agua dulce . ECOSISTEMA TERRESTRE Son aquellos en los que la flora y fauna se desarrollan en el suelo o subsuelo. Dependen de la humedad, temperatura, altitud y latitud, de tal manera que los ecosistemas biológicamente más ricos y diversos se encuentra a mayor humedad, mayor temperatura, menor altitud y menor latitud Bosques Matorrales Herbazales Tundra Desierto ECOSISTEMA HIDRICO Es el ecosistema inundable o humedal como el pantano o ciénaga, el cual es considerado según sea el caso, un ecosistema terrestre o acuático, o más cercanamente, un híbrido entre ellos. Son suelos cubiertos de agua dulce o salada, permanentemente o durante gran parte del año, encontrándose comúnmente en las llanuras aluviales. Dependiendo de sus características presentan plantas acuáticas, herbáceas, árboles, helechos, algas y una fauna adaptada a este hábitat. MAPAS ECOSISTEMICOS Como aquellos beneficios que la gente obtiene de los ecosistemas. Esos beneficios pueden ser de dos tipos: directos e indirectos. Se consideran beneficios directos la producción de provisiones –agua y alimentos (servicios de aprovisionamiento) , o la regulación de ciclos como las inundaciones, degradación de los suelos, desecación y salinización, pestes y enfermedades (servicios de regulación). Los beneficios indirectos se relacionan con el funcionamiento de procesos del ecosistema que genera los servicios directos (servicios de apoyo), como el proceso de fotosíntesis y la formación y almacenamiento de materia orgánica; el ciclo de nutrientes; la creación y asimilación del suelo y la neutralización de desechos tóxicos. Los ecosistemas también ofrecen beneficios no materiales, como los valores estéticos y espirituales y culturales, o las oportunidades de recreación (servicios culturales). Existe, entonces, una amplia gama de servicios ecosistémicos, algunos de los cuales benefician a la gente directamente y otros de manera indirecta. Obviamente, el cambio de uso del suelo también hace una diferencia en cuanto al tipo de servicios que el ecosistema puede producir. Algunos servicios se consideran “bienes públicos”, de cuyo disfrute no se puede excluir a nadie; el uso de ese servicio por una persona no disminuye significativamente la disponibilidad del mismo para otros usuarios. Sin embargo, la gente puede degradar la capacidad del ecosistema de seguir ofreciendo el servicio, ya sea porque se cambia la composición y estructura del sistema o su funcionamiento, o porque se extraen materiales del ecosistema a un ritmo superior a su capacidad de recuperación. El pago por los servicios del ecosistema busca ofrecer un incentivo a los usuarios de la tierra para que no degraden los ecosistemas y sus servicios y para que más bien los protejan. A menos que los diferentes elementos de un ecosistema y por lo tanto los varios servicios que ofrece estén funcionalmente interconectados, es más probable que un comprador de “servicios ecosistémicos” (más comúnmente conocidos como servicios ambientales) esté interesado en los beneficios mensurables, o al menos verificables, de un servicio en particular, más que en la totalidad de los mismos. El manejo necesario para ofrecer esos servicios también variará según el servicio ofrecido. Por ello, los servicios ambientales se clasifican en cuatro categorías: servicios de las cuencas, principalmente la provisión de cantidades adecuadas de agua de buena calidad y, en segundo plano, el control hidrológico de fenómenos como inundaciones, erosión y salinización de los suelos; secuestro de carbono, el almacenamiento a largo plazo del carbono en la biomasa leñosa y materia orgánica del suelo; conservación de la biodiversidad, los procesos que determinan y mantienen la biodiversidad en todos los niveles (paisaje, especies, genes); valores estéticos o belleza del paisaje, el mantenimiento de lo que sirve como fuente de inspiración, cultura y espiritualidad, así como la comercialización en forma de ecoturismo. Hasta el momento, se han aplicado pagos por servicios ambientales en estas cuatro áreas. EVOLUCION DE LOS ECOSISTEMAS El ecosistema es como un gran ser vivo que cambia a lo largo del tiempo. Sufre transformaciones que pueden ser a corto o a largo plazo. Los cambios a corto plazo son modificaciones en el propio ecosistema, mientras que los cambios a largo plazo suponen la sustitución de un ecosistema por otro distinto. Si visitamos un ecosistema en diferentes momentos a lo largo de nuestra vida, observaremos cómo cambia. Así, un hayedo en primavera tendrá un aspecto muy distinto al que presenta en otoño. Si ese mismo hayedo sufre un incendio, también variará su aspecto. Todo esto habrá ocurrido en un periodo de tiempo muy corto: es un cambio a corto plazo. La extensión de los cultivos produce cambios drásticos en el paisaje. Al observar este mismo hayedo podemos preguntarnos si siempre fue así. La respuesta es que no. Nosotros no podemos verlo, pero todo ecosistema se transforma lentamente en otro totalmente distinto. Así, un bosque donde hoy habitan hayas y jabalíes quizás algún día fue un mar, donde convivieron algas y peces. -Los cambios a corto plazo -Los cambios rítmicos -Los seres vivos que forman parte de un ecosistema responden a fenómenos de origen astronómico, que ya existían antes de que apareciera la vida. Alternancia de días y noches . Es un ritmo que afecta a todos los ecosistemas, excepto a las cuevas y a los fondos marinos no iluminados. Los productores de la cadena alimentaria que realizan fotosíntesis lo hacen más durante el día que durante la noche, ya que necesitan la luz del sol. Por este mismo motivo, las algas microscópicas están más cerca de la superficie durante el día que durante la noche. Es lo que se llama migración vertical. Entre los consumidores, los hay diurnos y nocturnos. Los diurnos ven mejor durante el día y los nocturnos ven mejor durante la noche. Cada uno aprovecha su periodo de actividad para alimentarse. Alternancia de las estaciones (ritmo estacional). Es un ritmo que afecta a todos los ecosistemas, pero sus consecuencias son más patentes cuanto más alejados están del Ecuador. Los productores de la cadena alimentaria que realizan fotosíntesis se reproducen siguiendo la estacionalidad: florecen cuando hay un determinado número de horas de luz al día. La mayoría de los consumidores de la cadena alimentaria tienen ritmos de reproducción anual, para que sus crías disfruten de las condiciones medioambientales óptimas para su desarrollo. Los cambios arrítmicos: las fluctuaciones A veces, los seres vivos de un ecosistema cambian sin explicación aparente o responden a variaciones del medio igualmente inexplicables (aunque se han querido relacionar con la actividad solar). El Niño y La Niña son dos fenómenos climáticos opuestos para los que aún no se ha encontrado una explicación, y que ocasionan fluctuaciones en los ecosistemas de la costa pacífica de Perú. Los fenómenos que se producen en las costas peruanas tienen su réplica inversa en las costas australianas. Durante La Niña las corrientes de aire y las corrientes marinas producen sequía en las costas y permiten el ascenso de las aguas profundas. Estas aguas son más ricas en nutrientes, por lo que algunas especies del ecosistema se ven favorecidas. Durante El Niño las corrientes de aire provocan lluvias que impiden el ascenso de las aguas profundas y de sus nutrientes, perjudicando a determinadas especies del ecosistema. Los cambios a largo plazo: la sucesión ecológica La sucesión es la sustitución paulatina de un ecosistema por otro, hasta llegar a una situación estable o clímax. Durante esta sustitución se produce un aumento progresivo de la biodiversidad. Además, se estabiliza poco a poco el número total de seres vivos del ecosistema y se incrementa la eficacia del reciclaje de la materia. De esta forma, en el clímax se produce el aprovechamiento óptimo de los recursos del ecosistema. Cuando en el ecosistema de origen no hay seres vivos, se produce la invasión de especies colonizadoras o pioneras en el proceso que se conoce como sucesión primaria. Cuando en el ecosistema de origen hay seres vivos, se produce una catástrofe y se pierden la mayor parte de las especies, el proceso se conoce como sucesión secundaria ECOSISTEMAS ACUATICOS SEGÚN PROFUNDIDAD QUE SON ZONAS Nerítica. Se halla situada sobre la plataforma continental, desde la orilla del mar hasta una profundidad de 200 metros. Se caracteriza por el continuo movimiento de las aguas debido al oleaje y a las mareas. En esta zona los ríos descargan una gran cantidad de sedimentos que contienen materia orgánica, proveniente de los continentes; esto provoca que los organismos fotosintéticos, como las algas y los pastos marinos, encuentren las condiciones adecuadas para desarrollarse en abundancia. En la zona nerítica viven gran cantidad de especies de plancton, nectos y bentos. Plancton. Son los seres microscópicos que viven en la superficie del agua; están constituidos por algas, protozoarios, bacterias, huevos y larvas de diferentes animales. Necton. Es la comunidad constituida por los organismos que tienen capacidad de moverse dentro de la masa de agua. Ejemplo: peces, tiburones y mamíferos marinos. Bentos. Son los organismos que viven asociados con el fondo marino. Las esponjas, erizos, moluscos, crustáceos y algunos peces son parte del bentos. Pelágica. Es la zona de mar abierto; está situada a continuación de la zona anterior; ésta abarca, en sentido vertical, varios estratos: epipelágico, batial, abisal y hadal. Algunos organismos de la zona pelágica forman cardúmenes, como por ejemplo: las sardinas, anchovetas, atunes, ballenas, cachalotes y delfines. Las condiciones varían mucho de una parte a la otra del océano; esto implica que los seres vivos no son los mismos en todos los lugares. Por ello en los océanos distinguimos distintos tipos de seres vivos con determinadas características y formas de vida. Abisal es una región profunda del océano, que oscila entre 2.000 y 6.000 metros. El lugar es frío y muy oscuro. Esta parte de los océanos responde por una gran cantidad de extensión de tierra. La zona abisal se utiliza como término principalmente en la biología marina para describir la parte más profunda del océano. Para tener una idea, el fondo del mar tiene una profundidad que oscila entre 4.000 y 6.000 metros, lo que impide la llegada de la luz solar. En el fondo de los océanos el agua permite una composición con una presión de aproximadamente 11.000 psi. Arénqueme es un tejido vegetal de tipo parenquimatoso que presenta grandes espacios intercelulares llenos de aire, formados por esquizogénesis o lisogenia y denominadados lagunas, meatos o cámaras que ocupan hasta un 70% del espacio, posee células de delgadas membranas no suberificadas cuya forma es diversa, normalmente lobulada o estrellada como en Cyperus; es un parénquima clorofílico de baja densidad Es un tejido propio de plantas acuáticas y de zonas anegadas, típicamente de angiospermas en donde forma un sistema continuo que va desde las hojas hasta la raíz a lo largo del peciolo y el tallo; siendo su función en ellas servirles en la aireación. Resulta una estructura muy eficaz al facilitar la flotación con la mediación de pocas células. -El aerénquima esponjoso está formado por una serie más o menos grande de estratos unicelulares, concéntricos, enlazados entre sí por las prolongaciones de células que van de estrato a estrato, entre los cuales se almacena el aire; es muy blando y blanquecino, propio de raíces y partes inferiores de tallos de plantas palustres. -En el aerénquima lameloso las células se disponen irregularmente, quedando éstas limitadas por tan sólo una capa célula ECOSISTEMA NATURAL VS ECOSISTEMA ARTIFICIAL NATURALES ARTIFICIALES -Como lo dice su nombre, son los que se desarrollan en la naturaleza de manera espontánea o natural sin la intervención del ser humano; se forman con el paso del tiempo y tienen características particulares de clima, suelo y cantidad de lluvia. -A diferencia de los ecosistemas naturales la mayoría de las condiciones como lluvia, tipo de suelo e incluso organismos vivos, puede ser controlada por el hombre; por ejemplo: los huertos de hortalizas o de árboles frutales, los cultivos de cereales o los terrenos donde vive el ganado. -En los ecosistemas habitan una multitud de seres propios de la zona, los cuales están acostumbrados a vivir bajo esas condiciones, y tienen como fuente principal de energía al Sol. - El Sol proporciona la energía que aprovechan las plantas para realizar la fotosíntesis, y las plantas son el primer nivel en las cadenas alimentarias de donde los demás seres vivos obtienen la energía que necesitan. Son ejemplos de ecosistemas naturales los bosques, el desierto, las praderas, etcétera. -En estos ecosistemas interviene el trabajo humano; se administra cierta cantidad de agua en forma de riego, se adicionan fertilizantes y se mantiene una supervisión. -En los ecosistemas artificiales también encontramos factores bióticos y abióticos. -Las casas, edificios, puentes, presas o construcciones en general se consideran elementos abióticos. Igualmente están presentes elementos abióticos naturales como el suelo, la lluvia, el agua o el aire. -Los factores bióticos están representados por las plantas y animales que se cultivan o crían en esos lugares. A diferencia de los ecosistemas naturales en los que la principal fuente de energía es el Sol, en los artificiales es necesario que el ser humano se provea de fuentes de energía artificiales para que funcionen motores de calderas, equipos de riego, sistemas de iluminación, maquinaria y herramientas, así como otros elementos mecánicos. Lo mismo sucede con el agua: en los ecosistemas naturales las plantas aprovechan el agua de la lluvia y la de los mantos subterráneos, en los artificiales los vegetales que se cultivan tienen que ser regados usando agua almacenada en pozos o tinacos, o bien, sembrarlos calculando la llegada de la temporada de lluvia para que se rieguen con ella. Cuando los cultivos se riegan aprovechando el agua de la lluvia se les llama de temporal, y cuando se riegan con equipo especial se les denomina cultivos de riego artificial. COMO SE MIDE LA PRODUCTIVIDAD EN LOS ECOSISTEMAS La productividad es una característica de las poblaciones que sirve también como índice importante para definir el funcionamiento de cualquier ecosistema. Su estudio puede hacerse a nivel de las especies, cuando interesa su aprovechamiento económico, o de un medio en general. Las plantas, como organismos autótrofos, tienen la capacidad de sintetizar su propia masa corporal a partir de los elementos y compuestos inorgánicos del medio, en presencia de agua como vehículo de las reacciones y con la intervención de la luz solar como aporte energético para éstas. El resultado de esta actividad, es decir los tejidos vegetales, constituyen la producción primaria. Más tarde, los animales comen las plantas y aprovechan esos compuestos orgánicos para crear su propia estructura corporal, que en algunas circunstancias servirá también de alimento a otros animales. Eso es la producción secundaria. En ambos casos, la proporción entre la cantidad de nutrientes ingresados y la biomasa producida nos dará la llamada productividad, que mide la eficacia con la que un organismo puede aprovechar sus recursos tróficos. Pero el conjunto de organismos y el medio físico en el que viven forman el ecosistema, por lo que la productividad aplicada al conjunto de todos ellos nos servirá para obtener un parámetro con el que medir el funcionamiento de dicho ecosistema y conocer el modo en que la energía fluye por los distintos niveles de su organización. La productividad es uno de los parámetros más utilizados para medir la eficacia de un ecosistema, calculándose ésta en general como el cociente entre una variable de salida y otra de entrada. La productividad se desarrolla en dos medios principales, las comunidades acuáticas y las terrestre LA PRODUCTIVIDAD BRUTA Y LA NETA Es la energía química disponible para los consumidores. Es la biomasa o energía disponibles después de sustraer las pérdidas por respiración. Fotosíntesis y respiración: producción primaria bruta y neta. Cuando se habla de producción de un ecosistema se hace referencia a la cantidad de energía que ese ecosistema es capaz de aprovechar. Una pradera húmeda y templada, por ejemplo, es capaz de convertir más energía luminosa en biomasa que un desierto y, por tanto, su producción es mayor. La producción primaria bruta de un ecosistema es la energía total fijada por fotosíntesis por las plantas. La producción primaria neta es la energía fijada por fotosíntesis menos la energía empleada en la respiración, es decir la producción primaria bruta menos la respiración. Cuando la producción 1ª neta es positiva, la biomasa de las plantas del ecosistema va aumentando. Es lo que sucede, por ejemplo, en un bosque joven en el que los árboles van creciendo y aumentando su número. Cuando el bosque ha envejecido, sigue haciendo fotosíntesis pero toda la energía que recoge la emplea en la respiración, la producción neta se hace cero y la masa de vegetales del bosque ya no aumenta EVOLUCION Y SUCESION El desarrollo histórico y la sucesión ecológica son procesos iguales, las etapas posteriores se alimentan de parte del excedente de las etapas anteriores: el futuro eventualmente se alimentará del presente. La evolución se desarrolla en ellos, al igual que gran parte de la historia humana, como una sucesión de dinastías. Organismos que poseen un origen común aumentan hasta dominar, expanden sus áreas de distribución geográfica y se escinden en múltiples especies. Algunas de las especies adquieren ciclos biológicos y tipos de vida nuevos. Los grupos a los que sustituyen se retiran a una condición de relictos, al verse reducidos de manera generalizada e indiscriminada por la competencia, las enfermedades, los cambios del clima o cualesquiera otros cambios ambientales que sirvan para abrir paso a los recién llegados. Con el tiempo, el mismo grupo predominante se estanca y empieza a disminuir. Sus especies desaparecen de una en una hasta que todas acaban por esfumarse. De vez en cuando, en una minoría de grupos, una especie con suerte da con un nuevo rasgo biológico que le permite expandirse y volver a radiar, reanimando así el ciclo de dominancia a favor de sus parientes filogenéticos. Como observa Wilson, la sucesión ecosistemita podría ser considerada como un traspaso de complejidad y organización entre unos grupos de individuos y otros, entre los cuales las mejores formas adaptativas son las que mantienen el mayor nivel de complejidad y predominancia en el espacio y en el tiempo. Esta predominancia viene determinada por las diferentes alteraciones del entorno y los nuevos mecanismos de supervivencia y adaptación que surgen de la evolución biológica. ESQUEMA POR CICLOS TRABAJO POR CIPAS