1.1 1. 1 El med medio io fís físic ico o y los los sere seres s vivo vivos s El Medio Físico Conjunto de características físicas, químicas y biológicas, que denen las cualidades del espacio en que habitan los seres vivos, y lo condicionan. El medio físico de un ecosistema, incluye numerosos elementos. A estos elem elemen ento toss se les les llam llama a fact factor ores es co como mo el clim clima, a, la hume humeda dad, d, la temperatura. El medio físico puede ser terrestre terrestre o acutico. El !edio físico puede ser" terrestre y acutico.
TERRESTRE #os factores ms importantes son" • • •
El clima El tipo de suelo $elieve
ACUÁTICO #os factores ms importantes son" • • • • •
%alinidad #u& Corriente 'emperatura 'ipo de fondo
El medio físico de un ecosistema in(uye sobre todo en la vegetación. El tipo de vegetación determina a los animales que puede haber en el ecosistema. )or otro lado, los seres vivos tambi*n modican el medio físico.
Los Seres vivos: #os seres seres vivos vivos son los que tienen vida, esto quiere decir, decir, que son toda la vari varied edad ad de se sere ress que que habi habita tan n nues nuestr tro o plane planeta ta,, desd desde e los los m mss peque+os hasta los ms grandes, todas las plantas, animales e incluso nosotros los seres humanos.
#os seres vivos desarrollan en el medio ambiente las funciones vitales necesarias la nutrición, la relación y la reproducción- para completar su ciclo vital, que se inicia con el nacimiento y se acaba con la muerte. urante su ciclo vital, los organismos crecen, se desarrollan y pueden reproducirse. %e dividen en" productores, consumidores y descomponedores.
PROUCTORES •
)lantas y las algas.
CO!SUMIORES • • • •
Animales herbívoros Carnívoros. Carro+eros. )arsitos.
ESCOMPO!EORES •
/acterias y hongos.
Rel"ci#$ e$%re el medio físico y los seres vivos •
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El !edio 0ísico determina los seres vivos que pueden vivir en el ecosistema y los %eres 1ivos modican el medio físico. #as relaciones de alimentación en los ecosistemas se representan mediante cadenas alimentarias.
L"s Primer"s Cl"si&c"cio$es e Los Seres 'ivos 0ueron 0ueron reali&adas de manera empírica y se establecieron con criterios de tipo e2trínseco, basados en la e2periencia y en la apreciación de los sentidos. •
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Aristóteles 345 6 377 A.C.-. )rimero en clasicar a las plantas y animales de manera cientíca. 'eotrasto 'eotrasto 387 6 748 A.C.-. Clasicó a las plantas en" rboles, arbustos y hierbas. oscórides 59 6 :9 .C.-. Clasicó a las plantas de acuerdo a su util utilid idad ad en" en" alim alimen enti tici cias as,, vene veneno nosa sass y me medi dici cina nale less y a los los animales en salvajes o dom*sticos y en acuticos o terrestres.
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)linio ;El 1iejo; 73 6 8: .C.-.< Clasicó a los seres vivos en especial a los animales en los de agua, tierra, aire.
1.1.1 L" ecolo(í" Ecología es la especialidad cientíca centrada en el estudio y anlisis del vínculo que surge entre los seres vivos y el entorno que los rodea, entendido como la combinación de los factores abióticos entre los cuales se puede mencionar al clima y a la geología- y los factores bióticos organismos que comparten el hbitat-. #a ecología anali&a tambi*n la distribución y la cantidad de organismos vivos como resultado de la citada relación. #a ecología se encuentra muy relacionada con un heterog*neo movimiento político y social, que intenta actuar en defensa del medio ambiente. #os ecologistas reali&an distintas denuncias sociales, proponen la necesidad de reformas legales y promueven la concienciación social para alcan&ar su objetivo principal, que es la conservación de la salud del hombre sin da+ar ni alterar el equilibrio de los ecosistemas naturales. )or eso, la causa ecologista tambi*n conocida como movimiento verde o ambientalista- se centra en tres grandes cuestiones de alcance universal" la preservación y regeneración de recursos naturales= la protección de la vida salvaje y la reducción del nivel de contaminación generado por la humanidad. >n elemento fundamental de la ecología es la homeostasis que consiste en que todas las especies que habitan en un entorno natural equilibrado tienden a autoregularse y permanecer ms o menos constante en n?mero de habitantes, de este modo el medio ambiente se asegura una distribución equitativa de los recursos y nunca se sufre carencia de estos. En un entorno que ha sido modicado por la mano del hombre la homeostasis es ms difícil de encontrar, y por esta ra&ón se producen los desequilibrios naturales. El desequilibrio ecológico es el desorden que ocurre en los elementos de la naturale&a cuando los factores del hombre in(uyen de manera alteración del medio ambiente, provocando así, cambios drsticos de forma negativa a la e2istencia de la humanidad y los seres vivos.
Rel"ci#$ de l" ecolo(í" co$ o%r"s cie$ci"s 'odos los procesos bióticos se caracteri&an por la transferencia de energía por eso pueden ser estudiados por la física y comprendidos dentro de sus leyes naturales= de los procesos metabólicos y siológicos de los subsistemas se ocupa la química porque dependen de reacciones químicas. #a estructura de los biomas es estudiada por la geología porque est íntimamente relacionada con la estructura geológica del sue+o y los seres vivos al interaccionar con el medio pueden modicar su geología. En lo que respecta a clculos, estadísticas y proyecciones para elaborar conclusiones a partir de una información especíca y num*rica, las encargadas de estudiarlos son las matemticas. )ara reali&ar el estudio de cada aspecto de la vida en un ecosistema, la ecología se sirve de las otras ciencias, por esta ra&ón se dice que es multidisciplinaria. • •
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@oología.< que estudia los animales /otnica.< de la ciencia natural que tiene como objeto el estudio de los vegetales, eografía.< ciencia que se encarga de la descripción de la 'ierra. eología.< ciencia que anali&a la forma interior y e2terior del globo terrestre. Bidrología.< que se ocupa especialmente de estudiar la distribución espacio temporal y las propiedades de las aguas subterrneas y las continentales. !atemticas.< clculos, estadísticas y proyecciones para elaborar conclusiones a partir de una información especíca y num*rica uímica.< de los procesos metabólicos y siológicos de los subsistemas 0ísica.< 'odos los procesos bióticos se caracteri&an por la transferencia de energía /ioquímica.< estudia los elementos que forman parte de la naturale&a de los seres vivos en*tica.< estudia los genes y los mecanismos que regulan la transmisión de los caracteres hereditarios. Etología.< Estudio cientíco del comportamiento humano y animal. 0isiología.< órganos de los seres vivos y su funcionamiento.
!iveles de or("$i)"ci#$ )ara estudiar los ecosistemas la ecología establece diferentes niveles de organi&ación, los cuales son"
Ser" toda cosa que e2iste, viva o inerte. I$divid*o: cualquier ser vivo sea cual sea su especie. Es+ecie" grupo de individuos que comparten genoma Es todo el material gen*tico de un organismo en particular= es decir, toda la información necesaria para formar a un organismo o virus y heredar estas características a trav*s de las generaciones.-, con características fenotípicas todos aquellos rasgos particulares y gen*ticamente heredados de cualquier organismo que lo hacen ?nico e irrepetible en su clase. El fenotipo se reere principalmente a elementos físicos y morfológicos tales como el color de cabello, el tipo de piel, el color de ojos, etc.-, Po,l"ci#$" individuos de una especie que comparten hbitat. Com*$id"d: conjunto de poblaciones que comparten hbitat. Ecosis%em"" combinación e interacción entre factores bióticos y abióticos en la naturale&a. -iom"" comunidades de vegetales que comparten un rea geogrca. -i#sfer"" conjunto de ecosistemas que forman parte del planeta. Es una unidad ecológica que hace referencia a toda la parte habitada del planeta.
R"m"s de l" ecolo(í" L" ecolo(í" del com+or%"mie$%o es la que se encarga de estudiar las t*cnicas de recolección de los alimentos, las adaptaciones ante la depredación o catstrofes naturales y las relaciones de reproducción. L" ecolo(í" de +o,l"cio$es es la encargada de estudiar los procesos que tienen que ver con la homeostasis, la distribución y abundancia de las poblaciones, tanto animales como vegetales. #as (uctuaciones en el n?mero de individuos de cada especie, las relaciones depredador
L" ecolo(í" de com*$id"des es la encargada de estudiar el funcionamiento y las formas de organi&arse de una comunidad, formadas por poblaciones interactuantes. Estos ecólogos investigan sobre los rangos de las especies, las ra&ones que hacen que unas sean ms numerosas que otras y los factores que afectan a la estabilidad de la comunidad. L" +"leoecolo(í", por su parte, es un rea importante que estudia los organismos fósiles. A partir del estudio de las especies del pasado se pueden comprender las t*cnicas de recolección, reproducción y dems que poseen organismos actuales.
1.1.1.1 I$%rod*cci#$ I$(e$ierí" civil y ecolo(í" #a Dngeniería Civil tiene como objetivo fundamental aprovechar los recursos y fuer&as naturales para lograr el bienestar progresivo de la humanidad. En *ste propósito el ingeniero civil paralelamente a su empe+o de crear la infraestructura necesaria para la actividad humana, tiene una responsabilidad con el medio ambiente, evaluando, previniendo, minimi&ando yo mitigando los impactos ambientales que sus obras producen. El consumo de los recursos para la actividad humana en las ciudades genera una gran cantidad de residuos que la naturale&a no puede digerir. Es así que el manejo de los residuos sólidos, implica acciones de ingeniería para su control, aprovechamiento y disposición nal. #a gestión de los $esiduos %ólidos >rbanos $%>- es el conjunto de operaciones que se reali&an con ellos desde que se generan en los hogares y servicios hasta la ?ltima fase de su tratamiento y disposición. Estas operaciones estn orientadas a considerar a los residuos no como desechos sino como materiales con una vida ?til seg?n sus características, volumen, procedencia, posibilidades de recuperación y aprovechamiento. >n enfoque post
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implica que a partir de una cantidad y composición dados, se determina el conjunto de procedimientos y acciones de ingeniería para su control, aprovechamiento y disposición. >na visión ms comprensiva es la denominada pre
principalmente por el descuido y uso desmedido de los recursos naturales= asimismo, por falta de políticas p?blicas de los gobiernos del mundo que debieron tomar con mayor seriedad los efectos negativos ambientales originados por el crecimiento, desarrollo industrial y económico principalmente de los países llamados Fde primer mundoG. #os ingenieros civiles se hallan con frecuencia en el centro del con(icto desarrollo
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)or un lado, los ingenieros, con sus obras, alteran sustancialmente el medio ambiente. En los ?ltimos a+os, algunas grandes obras de ingeniería han sido muy cuestionadas por ra&ones ambientales. )or otro lado, algunos aspectos de la mejora de la calidad ambiental son, normalmente, un problema prctico que han de resolver los ingenieros. e hecho, así ha sido con los grandes avances en la calidad del agua potable, por ejemplo, con la consecuente mejora sanitaria urbana. En general, las mejoras sociales y económicas van ligadas a la dotación de infraestructuras.
C"+" de O)o$o #a c"+" de o)o$o, todo el mundo ha oído hablar de ella por ese nombre o por &onosfera, y su infame agujero descubierto en los a+os :9s. #a capa de o&ono es una &ona de la estratosfera la cual contiene una cantidad de o&ono realmente alta. Esta capa de o&ono se e2tiende, en forma apro2imada, de los HI a los 59Jm de altitud, reuniendo el :9K del o&ono presente en la atmósfera y absorbiendo entre el :8 y el ::K de la radiación ultravioleta que llega desde el %ol, por lo que para la ecología es muy importante conservarla. %e encuentran en los aparatos de aire acondicionado, neveras, aerosoles y utili&ados tambi*n en diversos procesos industriales, #os C0C son hidrocarburos en los cuales los tomos de hidrógeno han sido sustituidos, totalmente o en parte, por tomos de Cloro y de 0l?or. #os fungicidas, herbicidas e insecticidas son plaguicidas utili&ados en la protección de cultivos.
El deterioro de la capa de o&ono es hoy día uno de los ms serios problemas ambientales con que se enfrenta nuestro planeta. #ocali&ada en la estratosfera, la capa de o&ono act?a a la manera de un potente ltro que deja pasar sólo una peque+a parte de la radiación ultravioleta que nos viene del %ol . El o&ono, es una mol*cula formada de tres tomos de o2ígeno 93-, constituye menos de una parte por millón de los gases de la atmósfera= sin embargo, a pesar de representar una cantidad relativamente baja, es el gas que mas absorbe los rayos ultravioleta provenientes del %ol #a forma por la cual se destruye el o&ono es bastante sencilla. #a radiación >1 arranca el cloro de una mol*cula de cloro(uorocarbono C0C-. Este tomo de cloro, al combinarse con una mol*cula de o&ono la destruye, para luego combinarse con otras mol*culas de o&ono y eliminarlas. El proceso es altamente da+ino, ya que en promedio un tomo de cloro es capa& de destruir hasta H99.999 mol*culas de o&ono. Este proceso se detiene nalmente cuando este tomo de cloro se me&cla con alg?n compuesto químico que lo neutrali&a. #os cloro(uorocarburos, se introdujeron al mercado hace unos L9 a+os como enfriadores para los refrigeradores y acondicionadores del aire, para los atomi&adores en aerosol o como agentes productores de espuma y limpiadores de partes electrónicas.
1.1.1. C"r"c%erís%ic"s Or("$i)"ci#$ o Es%r*c%*r"./ #a c*lula es la unidad fundamental de la vida, todo ser vivo est formado por c*lulas, algunos individuos son unicelulares, y otros son pluricelulares. Mstas pueden ser eucariontes o procariontes. Me%",olismo.< #os organismos captan energía del medio ambiente y la transforman, lo que les permite desarrollar todas sus actividades. )ara reali&ar sus funciones vitales, los seres vivos transforman las sustancias que entran a su organismo, Esta serie de procesos químicos se conoce como metabolismo, se divide en anabolismo síntesis o construcción de materiales- y catabolismo degradación de materia, transformación de mol*culas complejas en sencillas- En este proceso participan la nutrición y respiración. #as plantas captan la energía solar y reali&an la
fotosíntesis autótrofas-, los animales se alimentan de plantas o de otros animales heterótrofos-, la mayoría de los organismos respiran o2ígeno y se llama aerobios, y otros son anaerobios. El metabolismo es indispensable para la vida.
0omeos%"sis.< se aplica la capacidad que tienen los seres vivos de mantener sus condiciones internas constantes y en un estado óptimo, a pesar de los cambios en las condiciones ambientales en que se encuentren. 'odas las c*lulas de nuestro cuerpo estn ba+adas por líquido, este se mantiene en condiciones constantes de pB, temperatura, concentración de iones, de nutrientes y volumen de agua. #os sistemas de e2creción forman parte de los mecanismos de homeostasis. Crecimie$%o.< Como consecuencia de los procesos metabólicos los organismos crecen, proceso que consisten en un incremento gradual de su tama+o, por el crecimiento de sus estructuras internas. Re+rod*cci#$.< #os seres vivos se reproducen por sí mismos y heredan sus características a sus descendientes, de manera que se logra perpetuar la especie. Algunos tiene reproducción ase2ual de un solo organismo se produce su descendencia- y otros se2ual en la cual hay combinación de las características de los progenitores-. Ad"+%"ci#$.< )ara que los seres vivos llegaran a la etapa actual de su evolución tuvieron que sufrir una serie de transformaciones a trav*s de millones de a+os, adecundose a las condiciones cambiantes de su medio, esa capacidad de adecuación se llama adaptación. #os organismos que poseían los rasgos que los convertían mejor adaptados sobrevivieron y tuvieron mayor posibilidad de reproducirse y transmitían esa característica a su descendencia. Irri%",ilid"d.< #os organismos vivos responden a estímulos del medio ambiente, una planta responde a la lu& y la sigue, una abeja es atraída por el color de las (ores o un ciervo corre al escuchar un sonido e2tra+o. Dncluso los proto&oarios responden a los estímulos del medio ambiente. En la naturale&a e2isten o,e%os i$er%es, como las rocas, el aire o el viento, y seres vivos, como las personas, los animales y las plantas.
)odemos reconocer a los seres vivos porque tienen en com?n las siguientes características"
!"ce$: 'odos los seres vivos proceden de otros seres vivos. Se "lime$%"$: 'odos los seres vivos necesitan tomar alimentos para crecer y desarrollarse, aunque cada uno tome un tipo de alimento diferente. Crece$: #os seres vivos aumentan de tama+o a lo largo de su vida y a veces, cambian de aspecto. Se rel"cio$"$: #os seres vivos son capaces de captar lo que ocurre a su alrededor y reaccionar como corresponda. Se re+rod*ce$: #os seres vivos pueden producir otros seres vivos parecidos a ellos. M*ere$: 'odos los seres vivos dejan de funcionar en alg?n momento y dejan, por tanto, de estar vivos. A estas características le llamamos el ciclo de vida
1.1.1.2 Ecolo(í" y evol*ci#$
34*5 es l" Evol*ci#$6 Es el cambio en el genoma de una población a lo largo del tiempo. >n gen es una unidad hereditaria que puede ser pasada sin alteraciones por generaciones. El genoma es un set de genes en la población de una determinada especie. #a mariposa Dnglesa, /istonbetularia, es el ejemplo de evolución ms citado. En ella hay dos formas de color, clara y oscura, NettleOell halló que las oscuras constituían menos del 7K de la población antes de H454. #a frecuencia del incremento de las oscuras se incrementó en los a+os subsiguientes y en H4:4 el :IK de las mariposas en !anchester y otras reas industriali&adas eran de ese tipo. %in embargo en las reas rurales su frecuencia era menor. El color era determinado por un solo gen. El incremento de las oscuras era debido a evolución por selección natural, debido al incremento industrial en Dnglaterra en los ?ltimos ocho siglos. El hollín proveniente de las fbricas oscureció los rboles de abedules donde las mariposas se posaban. #os pjaros sólo apreciaban con facilidad las claras comi*ndolas. e ese modo se salvaron muchas oscuras. >n simple organismo nunca es típico de una población entera a menos que no haya variación gen*tica en la población. #os organismos individuales no evolucionan, sólo las comunidades con biodiversidad lo hacen. Cuando una población evoluciona, la relación entre la composición gen*tica de los individuos que la componen varía. #a Evolución se puede subclasicar en micro evolución y macro evolución. #a documentada anteriormente es la micro evolución. randes cambios, tal como cuando una especie nueva se forma es la macro evolución. #os biólogos piensan que los mecanismos de la macro evolución son diferentes de la micro evolución. Ptros piensan que la macro evolución es una acumulación de micro evoluciones. e este modo la evolución sería sólo la selección natural. 'odos los organismos estn relacionados a un ancestro com?n, mediante la evolución. #a teoría de cómo el primer organismo viviente apareció es llamada evolución pero debería llamarse abiog*nesis.
Ti+os de evol*ci#$ #a evolución como una sucesión ordenada y continua de los cambios, es el tema que une una cantidad de hechos e información para constituir
un panorama unicado, amplio y cohesivo de la naturale&a. %u pasado, su presente y, de cierta manera, su futuro. %us efectos se observan en cada campo del conocimiento y pensamientos humanos. )or lo tanto, subdividimos el campo de la evolución en dos reas generales, la evolución inorgánica o no biológica y la evolución biológica u orgánica.
L" evol*ci#$ $o ,iol#(ic" Es un concepto ms que todo físico, relacionado con los cambios de masa y energía que han ocurrido en grandes períodos de tiempo, desde los diversos puntos de vista, incluyendo los cambios de clima, la supercie terrestre, etc.
L" evol*ci#$ ,iol#(ic" %e reere al origen de la vida, el desarrollo y diversicaciones subsecuentes a trav*s de miles de millones de a+os e2perimentados por las plantas, animales, y microorganismos actuales. Como concepto, se sostiene que todas las especies de origen contemporneas no e2istieron iguales a las de ahora, sino que se han originado de otra especie ahora e2tinta, estas especies son los descendientes ancestros primordiales y, en la mayoría de los casos, ms sencillos. #a evolución ha quedado nalmente establecida como un hecho por muchos tipos de evidencias. #os principales lineamientos de tales evidencias para que produ&ca evolución en los sistemas vivientes. !uchos de los aspectos evolutivos de forma y función, incluyendo el metabolismo, intervienen en la evolución de los seres vivos. En particular el e2amen, tanto del reino animal como vegetal, ha servido para demostrar cómo los miembros del mundo viviente, así como los conocemos hoy en día, procedieron de ancestros primitivos siguiendo varias líneas de descendencia. e manera semejante el papel central de las mutaciones gen*ticas, la reproducción se2ual, así como los productos de la evolución, han contribuido a que aumenten intensivamente las combinaciones gen*ticas posibles y por consiguientes nuevas variaciones biológicas. #os hechos esenciales de la evolución y sus causas como fueron presentados por arOin y Qallace en H4I9 pueden resumirse como sigue.
H
L" %eorí" de "r7i$. El $everendo 'homas !althus escribió un ensayo en el cual advertía que la población humana estaba incrementndose tan rpidamente que en poco tiempo seria imposible alimentar a todos los habitantes de la tierra. arOin vio que la conclusión de !althus, era valida para todas las especies, no sólo la humana. )or ejemplo, calculó que una sola pareja de elefantes, que se encuentra entre los animales de reproducción ms lenta, produciría una población de diecinueve millones de elefantes en 8I9 a+os si toda su progenie viviera y reprodujera el numero normal de descendientes durante un lapso de vida normal. %i embargo, el numero promedio de elefantes permanece constante a lo largo de los a+os. Así, aunque una sola pareja reproductora pudiera, en teoría, haber originado diecinueve millones de descendientes, en realidad produciría un promedio de solo dos. .R)ero por que estos dos en particularS El proceso por el cual los dos sobrevivientes son ;elegidos; fue llamado por arOin" ;%elección Tatural;. #a %elección natural, de acuerdo con arOin es un proceso anlogo al tipo de selección practicado por los criadores de ganado, caballos o perros. En la selección articial, nosotros, los humanos, elegimos especimenes individuales de plantas o animales para reproducirlos sobre las bases de las características que nos parecen deseables. En la selección natural, el ambiente toma el lugar de la elección humana. ado que los individuos con ciertas características hereditarias sobreviven y se reproducen y los individuos con otras características hereditarias son eliminados, la población cambiar lentamente. %i unos caballos eran ms veloces que otros, por ejemplo, estos individuos tendrían mas posibilidad de escapar de los depredadores y sobrevivir, y su progenie, a su ve&, podría ser ms rpida, y así sucesivamente. e acuerdo con arOin, las variaciones que aparecen en cada población natural y se heredan entre los individuos son una cuestión de a&ar. To las produce el ambiente, ni una fuer&a creadora ni el esfuer&o inconsciente del organismo. )or si mismas, ellas no tienen meta o dirección, pero a menudo tienen valores adaptativos positivos o negativos, o sea, pueden ser mas o menos ?tiles para un organismo si se los ju&ga por su supervivencia y su reproducción. Es el funcionamiento de la selección natural, la interacción de organismos individuales con su ambiente, durante una serie de generaciones, lo que
conere dirección a la evolución. >na variación que da a un organismo aunque sea una leve ventaja, lo hace ms apto para dejar progenie que sobreviva. Así, recordando la jirafa de #amarcJ, una jirafa con un cuello ligeramente ms largo puede tener una ventaja para alimentarse y de este modo seria ms probable que deje mas progenie que una jirafa con un cuello ms corto. %i el cuello ms largo es una característica heredada, parte de esta progenie tambi*n tendr cuello largo, y si los animales de cuello largo de esta generación tienen una ventaja, la generación siguiente incluir descendientes de cuello largo. 0inalmente la generación de jirafas de cuello corto se habr transformado en una población de jirafas de cuello largo aunque seguir habiendo variaciones en la longitud del cuello-. Como puede verse, la diferencia esencial entre la formulación de arOin y la de cualquiera de sus predecesores es el papel central que *l dio a las variaciones. Ptros habían considerado a estas variaciones como simples perturbaciones del dise+o general, mientras que arOin vio que las variaciones entre los individuos son la trama real del proceso evolutivo. #as especies surgen, propuso arOin, cuando las diferencias entre los individuos dentro de un grupo se convierten gradualmente en diferencias entre grupos, a medida que estos se separan en el espacio y en el tiempo. %elección natural
Ti+os de selecci#$ Aunque acostumbramos a pensar en selección natural como el proceso que hace cambiar la constitución gen*tica media, !athus H:I3- ha indicado que esta selección direccional representa tan solo una de las tres formas por las cuales el ambiente puede actuar sobre la estructura gen*tica de la población. #a selecci#$ direccio$"l cambia la media fenotípica de la población en el tiempo. #a selecci#$ es%",ili)"dor" reduce la variabilidad de la población, dejando la media invariable. #a selecci#$ disr*+%iv" aumenta la variabilidad de la población sin cambiar la media. Este aumento de la variabilidad puede ser, simplemente, el resultado de una mayor variedad de fenotipos en la población, o implicar la separación ocasional de la población en dos sub< poblaciones semi
promover la fexibilidad genética, la selección estabili!adora disminuirla, por tanto, la "eterogeneidad del "ábitat puede ser una causa importante de diversidad genética en poblaciones naturales .
L" selecci#$ e$ l" $"%*r"le)" En un hbitat que cambia de unas características a otras, lo que en principio es una selección disruptiva, puede convertirse en una selección direccional y nalmente en una estabili&adora. >n ejemplo e2celente de selección natural lo proporciona los estudios reali&ados sobre la mariposa /istonbetularia. Esta mariposa forma varias poblaciones eco típicas que ocupan distintas reas. Algunas formas son casi blancas y otras son de un color gris muy oscuro. >na de las consecuencias de la combustión de carbón y petróleo en ran /reta+a desde comien&os de la $evolución Dndustrial, es la formación de capas de hollín en las reas industriales. El ecotipo de color oscuro es inconspicuo en los bosques contaminados con hollín y conspicuo en los no contaminados. #a situación inversa se mantiene para las formas claras. En los hbitat polucionados aparecen formas mucho mas oscuras y en las reas no contaminadas, formas mucho ms claras.
Selecci#$ de (r*+o y f"mili"r %e considera que la selección darOiniana act?a a nivel de individuos y se mide como la representación o aportación del índice en las generaciones futuras. Es posible, sin embargo, que un gen con efectos negativos para la producción de un individuo en particular, haga aumentar, en compa+ía de otros individuos, su frecuencia en la población general. #a clsica selección natural de arOin podría no e2plicar la evolución de tan aparentemente inadecuada característica. En el caso de las abejas obreras que no se reproducen, actuaría una selección negativa en el sentido que siempre que apareciera por mutación, el carcter est*ril seria eliminado de la población. #a aparición del carcter altruista,llamado así porque implica una mayor ecacia biológica de los individuos a e2pensas del individuo altruista, hace pensar en el concurso de la selección en un conte2to algo diferente al de la estricta selección individual.
Selecci#$ f"mili"r
>na e2plicación general de la evolución de los caracteres altruistas se basa en la relación que tienen los altruistas con los dems individuos de la especie que conviven en la misma población. Ptros dos tipos de selección que se cree act?an en los ecosistemas son la selección #amiliar y la selección de grupo$ #a diferencia bsica entre los dos se centra en el parentesco de los individuos en consideración. #a selección familiar opera entre individuos estrechamente emparentados, mientras que la selección de grupo implica sólo individuos emparentados muy lejanamente. Aunque la selección familiar tiene un papel superior como fuer&a evolutiva, la selección de grupo es todavía algo incierto. eneralmente se toma en consideración para peque+as poblaciones, frecuentemente llamadas demos, que conguran la distribución global de la especie. #a importancia de este tipo de selección depende del grado de aislamiento de la población, de la tasa de e2tinción en los demos y del grado de selección contra un carcter altruista %e han propuesto diversos modelos para la selección de grupo pero todos son relativamente limitados. #a importancia general de este tipo de selección en los ecosistemas se conoce poco actualmente.
1.1.1.8 F"c%ores limi%"$%es #os factores limitantes son todos aquellos que regulan el crecimiento y la e2pansión de las poblaciones. •
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El alimento y nutrientes son un factor limitante principal en los ecosistemas.υ %i un ecosistema no es capa& de producir suciente alimento, un porcentaje de los animales y organismos que viven en ese ecosistema no sobrevivirn. #a temperatura limita los tipos de organismos y animales que puedenυ sobrevivir en un ecosistema en particular y puede afectar sus n?meros en general. #os organismos vivientes requieren de agua. %i se limita el agua, la habilidadυ del ecosistema de soportar vida es tambi*n limitada. #os recursos naturales son un factor limitante para la mayoría de lasυ poblaciones humanas de un ecosistema. %i los recursos naturales como la madera para cocinar y el calor son ms limitados, un ecosistema en particular ser menos capa& de soportar poblaciones ms grandes de humanos.
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#os depredadores limitan el crecimiento de algunas poblaciones. )orυ ejemplo, los leones limitan el crecimiento de las poblaciones de gacelas al ca&arlas.
A,i#%icos #o comprende todos los fenómenos físicos presión atmosf*rica, lluvia, aire, suelo, etc.- y químicos componentes de la roca, minerales, salinidad del agua, etc.- que afectan a los organismos.
-i#%icos Comprende todos los seres vivos e2istentes en un ecosistema, y las interrelaciones que se forman entre ellos, plantas, animales incluido el hombre- y microorganismo.
Ley del mí$imo El desarrollo de un organismo depende principalmente del factor que se encuentra presente en mínima intensidad o en e2ceso. Este enunciado se conoce como la ley del mínimo. #iebig H459- la enuncio así" ;el desarrollo de una planta depende de la cantidad de alimento que le es presentado en cantidad mínima;. #a gura del barril, es una representación de la ley del mínimo, la cual muestra como el crecimiento de un organismo es limitado por el elemento esencial que sea ms escaso. El nivel de agua representa el nivel de crecimiento o de producción de una cosecha= Aunque todos los elementos restantes est*n presentes en las cantidades adecuadas, la producción o el crecimiento de los organismos no ser ms all de lo que permita el elemento esencial en concentración limitada, en este caso el nivel del agua.
Ley de %oler"$ci" de S9elford. Ley del m;imo. %i las condiciones ambientales se tornan e2tremas, ciertos organismos perecern. Este concepto general se denomina ley de tolerancia. )ara cada uno de los factores abióticos, un organismo tiene límites de tolerancia dentro de los cuales puede sobrevivir. Cualquier factor fuera del e2tremo superior, o inferior, de dicha tolerancia, tiende a limitar la oportunidad de supervivencia del organismo. To sólo la escase& de algo puede constituir un factor limitativo, sino tambi*n el e2ceso de algo lu&, agua-.
Co$sec*e$ci"s de l" Ley de Toler"$ci": H. >n mismo organismo puede tener un margen amplio de tolerancia para un factor y un margen peque+o para otro. 7. #os organismos con mrgenes amplios de tolerancia para todos los factores son los que tienen ms posibilidades de estar e2tensamente distribuidos. 3. Cuando las condiciones no son óptimas para una especie con respecto a un determinado factor ecológico, los límites de tolerancia podrn reducirse con relación a otros factores ecológicos 5. El periodo de reproducción es un tiempo crítico en que los factores ambientales tienden a ser ms limitativos. #os límites de tolerancia suelen ser ms estrechos en semillas, huevos, embriones, etc. que para las plantas o animales adultos Cuando se habla de factores limitantes tambi*n se tiene que mencionar la interacción de dos poblaciones en donde una de ellas, o ambas, modican su capacidad para crecer y sobrevivir de acuerdo a las condiciones ambientales. %i una población se benecia con la interacción, su velocidad de crecimiento tender a aumentar. %i por el contrario, la población resulta da+ada, su crecimiento disminuye. e esta manera, la interacción de las especies funciona como un factor limitante e2trínseco para cada una de ellas, e2tendiendo con ello un equilibrio ecológico entre las especies interactuantes. )ero Rcules pueden ser ese tipo de interaccionesS #as interacciones pueden ser"
I$%r"es+ecí&c"s" son las que se presentan entre miembros de la misma especie= como ejemplos tenemos" reba+os, manadas de mamíferos, bandadas de aves y bancos de peces. Algunos organismos interact?an entre sí formando colonias en las cuales sus cuerpos se encuentran unidos entre sí, por ejemplo" corales, bacterias y ciertas algas. I$%eres+ecí&c"s" son las que se presentan entre miembros de diferentes poblaciones. Competencia" se presenta cuando dos poblaciones disputan un recurso limitado, resultando las dos poblaciones afectadas, pero tarde o temprano, una de ellas predomina, se apropia del recurso limitado y elimina a la otra. E2iste competencia tambi*n entre organismos de la misma especie, en donde la lucha es por el territorio, las hembras y el alimento.
e+red"ci#$" una especie depredador- captura a un organismo presa- y lo mata para alimentarse de *l. El depredador se benecia al obtener alimento= la población presa se inhibe. #a depredación no es necesariamente da+ina para la población presa, y puede ser importante para su desarrollo. #a depredación opera a menudo como m*todo natural de control para eliminar a los enfermos o ms d*biles.
1.1.1.< is%ri,*ci#$ de or("$ismos %e denomina distribución al reparto de uno o varios elementos. Pbviamente, el t*rmino admite una amplia variedad de usos, siendo el económico el ms frecuente de escuchar.ividirunacosa en partesdando a cadauna de ellas un destino o unaposición. Entendemos por organismos a todos los seres vivos que componen los diferentes espacios del planeta 'ierra y que pueden variar enormemente en forma, características y elementos primordiales, pasando de microorganismos a gigantescos animales de mas de cien metros de largo. 'odos los organismos suponen la presencia de materia así como tambi*n una interacción permanente entre el interior y el e2terior o medio ambiente a trav*s de diverso tipo de relaciones biológicas. #os organismos se caracteri&an por ser unicelulares o pluricelulares, estando los primeros compuestos sólo de una c*lula y los segundos de varias a millones de ellas. En este sentido, podemos mencionar varios tipos de organismos de acuerdo a su complejidad" las arqueas que no poseen membrana celular y son por tanto ms simples-, las bacterias, los proto&oos por lo general unicelulares-, los hongos, las plantas y, nalmente, los animales los ms evolucionados de todos los organismos vivos-. %e conoce como factor biótico o componente biótico a todos los organismos vivos que interact?an con otros organismos vivos, reri*ndonos a la fauna y la (ora de un lugar especíco, así como tambi*n a sus interacciones. 'ambi*n se llama factores bióticos a las relaciones establecidas entre los seres vivos de un ecosistema y que adems condicionan su e2istencia. %in dudas es importante saber del tema si queremos entender la forma de marchar de los ecosistemas
%i recordamos el concepto de densidad de población , sabemos que es el n?mero de individuos de una especie por unidad de supercie o, en otras palabras, corresponde al volumen en un momento dado. Consideremos, por ejemplo, la diferencia entre mil b?falos en cien hectreas y mil b?falos en una hectrea. #a densidad poblacional puede ser determinada en gran medida por factores e2ternos en el ambiente. #a densidad puede variar en un hbitat ambiente local- de una estación a otra o de un a+o a otro. Así como la densidad es una característica importante de las poblaciones, tambi*n lo es su distribución espacial. #a distribución de las poblaciones se reere al espacio que estas ocupan, así como a la forma en que lo hacen. Bay poblaciones que se distribuyen en grandes e2tensiones de territorio, mientras otras sólo se encuentran en peque+as reas locali&adas. El tama+o y la densidad de las poblaciones varían a lo largo de su distribución debido a las características de cada especie y a las características ambientales y geogrcas de cada lugar. En la naturale&a se encuentran poblaciones con tres tipos bsicos de distribución" agrupada %o agregada& , regular %o uni#orme& y aleatoria %o al a!ar&$
is%ri,*ci#$ "(r*+"d" #os individuos se encuentran agrupados en distintos sectores, y la presencia de un individuo aumenta la probabilidad de encontrar otro. Es qui&s el tipo ms com?n y se presenta cuando los individuos se concentran en partes especícas del hbitat. #a distribución agrupada es la ms com?n en la naturale&a. Pcurre cuando los individuos se agregan se juntan-, debido a que las condiciones del medio son discontinuas o heterog*neas= por ejemplo, cuando los recursos o las condiciones aptas para el desarrollo de las especies se encuentran concentrados en un lugar especíco. Es por esto que algunas plantas se ubican alrededor de reas del suelo ricas en minerales y nutrientes= algunos animales, como los cerdos de monte, andan en manadas y algunas aves se re?nen alrededor de sus reas reproductivas.
#a distribución agregada facilita el encuentro de los individuos para el cortejo y el apareamiento y sirve como una estrategia para protegerse de los predadores. )or ejemplo, los pingUinos emperadores que, formando parejas y familias, protegen a sus crías del intenso frío, o los bosques de rboles y arbustos que crecen cerca del agua.
is%ri,*ci#$ re(*l"r o *$iforme: #os individuos estn espaciados uniformemente dentro del rea, y la presencia de un individuo disminuye la probabilidad de encontrar otro en la vecindad. #a distribución regular o uniforme es rara en la naturale&a y, generalmente, se debe a interacciones agresivas entre los individuos de las poblaciones. )or ejemplo, algunas plantas como los pinos secretan sustancias conocidas com o compuestos alelopticos que, al ser tó2icas para otras plantas, impiden el crecimiento de otras especies vegetales alrededor de ellas. Dgualmente, en los animales, la distribución uniforme es el resultado de comportamientos territoriales de algunas especies, lo que hace que los individuos se alejen y se ubiquen equidistantemente en el espacio. Esta distribución se da, por ejemplo, en los cultivos como en un trigal o una huerta- para optimi&ar los recursos del medio. )uede presentarse donde la dispersión de recursos es escasa, o donde los miembros de la población obtienen alguna ventaja de su espacio regular. %e presenta cuando la ubicación de los individuos sigue una pauta geom*trica equidistante, regular y predecible debido a un condicionante gen*tico que la determina. " puede observarse cuando la competencia por los recursos es muy aguda plantas de semidesierto-. >na distribución uniforme tiene lugar cuando los animales ma2imi&an la distancia entre sus vecinos y tiene lugar cuando e2iste una fuerte competencia entre los individuos o cuando hay un antagonismo que obliga a una separación regular entre ellos. Esto implica el establecimiento de territorios o tambi*n, tiene lugar cuando se reparten los organismos regularmente, potencialmente pueden ocupar todos los
espacios del rea, la ubicación de un individuo afecta la distribución del otro. El esparcimiento entre los individuos es irregular y la presencia de un individuo no afecta de manera directa la ubicación de otros. %e presenta cuando los individuos de una población se distribuyen de manera impredecible o al a&ar, no relacionada con la presencia de otros.
is%ri,*ci#$ "le"%ori" En la distribución al a&ar o aleatoria cada individuo se ubica en el espacio independientemente de la distribución de los dems individuos de la población. Este tipo de distribución se presenta y es com?n cuando no hay interacciones de atracción o repulsión entre los individuos, lo que generalmente no sucede en la naturale&a. #as poblaciones con distribuciones aleatorias suelen ser muy raras ya que la mayoría de ellas muestra una tendencia a la agrupación. En general, se puede decir que la distribución de las poblaciones se produce en función de los recursos que el ambiente les provee y tambi*n de acuerdo con las relaciones que la población mantiene entre sus individuos y con los de otras poblaciones. )ara establecer relaciones entre los organismos con el medio es necesario establecer censos poblacionales, estos pueden ser absolutos o relativos. Es absoluto cuando se puede establecer o cuanticar el n?mero total de individuos que habitan en una misma región y relativo cuando a trav*s de una o varias muestras se obtienen resultados. En algunos casos los censos de animales no se pueden llevar a cabo por ra&ones como" baja visibilidad del individuo por el tipo de hbitat, falta de vías de acceso, reducido n?mero de organismos o peligro de e2tinción. #os cientícos se han ideado t*cnicas como es el caso del conteo de heces fecales.
F"c%ores =*e "fec%"$ l" dis%ri,*ci#$ Adems de las causas históricas y geogrcas que determinan la distribución de un organismo, e2isten muchos factores físicos y abióticos
que afectan la distribución de los organismos. Entre los cuales mencionaremos algunos. #a %em+er"%*r" es uno de los principales factores que limitan la distribución de las poblaciones. Act?a en todas las etapas del ciclo de vida, afecta la supervivencia, el desarrollo y la reproducción. Ejerce efectos limitantes sobre su capacidad competitiva, su resistencia a los depredadores, parsitos y a las enfermedades. )or consiguiente los organismos han desarrollado una serie de adaptaciones evolutivas para superar las condiciones impuestas por las bajas o altas temperaturas. #a 9*med"d es otro factor fundamental que puede limitar los rangos de distribución de los organismos. #a distribución y diversidad de las plantas estn altamente relacionadas con la humedad. 'anto plantas como animales de hbitat secos presentan adaptaciones especícas para reducir los efectos de la falta del agua. Estas adaptaciones les permiten coloni&ar ambientes secos, como el cactus , por ejemplo. %in estas adaptaciones estos hbitat sern inaccesibles para otros. #os +"%ro$es clim%icos a nivel global tienen gran in(uencia en los organismos. #a l*) es indispensable para el desarrollo de la vida. Especialmente es el factor limitante para los organismos fotosint*ticos, ya que representa la materia prima energ*tica. #a lu& regula desde ciclos de vida de plantas y animales y hasta puede afectar su conducta. Dnclusive es responsable de la sincronía de la temporada de apareamiento de muchas especies. #a intensidad de lu& solar recibida en las diferentes latitudes juega un papel determinante en los patrones climticos de la tierra. 'iene efectos sobre la temperatura, la precipitación pluvial y los movimientos de los vientos a escala global. Ptros factores pueden in(uir son" la selección de hbitat , la composición del sustrato, tama+o y te2tura del sedimento, nutrientes disueltos, la altitud y la presión atmosf*rica , por mencionar algunos. 'odos estos factores ocasionan la diversidad de climas y en consecuencia los tipos de biomas en la 'ierra. #os biomas son
característicos por la vida vegetal, se distinguen por las plantas predominantes, ejemplo de ellos son los pasti&ales y bosques de coníferos. 0actores bióticos como las interacciones biológicas in(uyen, tanto en benecio como de manera perjudicial, sobre la población. Entre los factores que mas in(uyen pueden ser la tasa de mortalidad y natalidad de las poblaciones, la disponibilidad de los alimentos, territorialidad, depredadores, competencia y las relaciones simbióticas, como las mutualistas entre otros.
T"s" de mor%"lid"d %e conoce como %"s" de mor%"lid"d a un índice creado para re(ejar la cantidad de defunciones por cada mil ciudadanos de una determinada comunidad en un periodo de tiempo concreto por lo general, doce meses-. Es habitual mencionar a este indicador demogrco como tasa bruta de mortalidad o, simplemente, como mortalidad.
T"s" de $"%"lid"d %e conoce como tasa a un recurso que permite re(ejar la relación que e2iste entre una cantidad y la frecuencia que posee un cierto fenómeno. %e trata, por lo tanto, del vínculo que se puede tra&ar al comparar dos magnitudes.
L" %"s" de $"%"lid"d tambi*n denida como tasa bruta de natalidad o, simplemente, natalidad- es la cantidad proporcional de nacimientos que tiene lugar en una comunidad en un lapso de tiempo determinado. %e trata de una variable que permite medir la fecundidad, es decir, la culminación efectiva del proceso iniciado a raí& de la fertilidad o la abundancia de la reproducción de los seres humanos.
