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Ecología – Sexto Semestre

INTRODUCCIÓN DE ECOLOGIA

La Ecología es una disciplina biológica que se está desarrollando a grandes pasos en la actualidad, debido a las modificaciones ambientales que en buena parte los seres humanos hemos provocado.

Los habitantes de las grandes ciudades rara vez miramos el cielo nocturno; por eso, cuando ocasionalmente lo hacemos en una noche despejada, nos emociona redescubrir la vastedad del Universo. A veces nos sorprende no habernos dado cuenta antes de que todo lo que observamos ha estado ahí desde siempre. Lo mismo ocurre cuando por azar se nos presenta la oportunidad de penetrar en una comunidad natural, como un bosque, una selva o un lago, no alterados por la acción humana. Sentimos la misma emoción al descubrir ese otro universo de seres vivos, de colores, de movimientos, de sonidos, de olores y sensaciones mucho más hermosas de lo que imaginábamos, que es, para algunos de nosotros, mucho más bello que todo cuanto el hombre ha podido crear. Sin embargo, el mundo natural está siendo modificado, empobrecido o destruido tan rápidamente que cada vez es mayor la posibilidad de que un número menor de personas tengan la oportunidad de disfrutarlo en el futuro.

Pero, no se trata de ser pesimista. Existe aún la posibilidad de hacer muchas cosas para preservar parte de la enorme riqueza viviente que las circunstancias geográficas y climáticas han originado. Por eso, es importante que conozcas las características del ambiente, para que puedas regular tus actividades cotidianas, de tal forma que no sean agresivas para el medio, y aprendamos a disfrutar la belleza de la Naturaleza y a respetar a los seres vivos que nos rodean, abordando los temas que implican la relación del hombre con la Naturaleza discutiendo algunos problemas ambientales a los que se enfrenta en su ámbito social, político y económico, tales como el aprovechamiento de los recursos acuáticos, marinos y forestales, la extinción de especies, etc.

De esta manera podremos satisfacer los retos de vivir en un planeta tan poblado como éste, al conservar los recursos naturales para que no se agoten y puedan ser utilizados como una fuente de energía permanente.

RECAPITULACIÓN

Como se vio en este fascículo la Ecología se encarga del estudio de las relaciones de loa organismos con su ambiente; da a conocer la estructura de la Naturaleza, así como las diferentes adaptaciones de los seres vivos a su ambiente, lo cual se indica en este mapa conceptual.

Ciencia que estudia al los organismos regulado por

y la

imagen1

Todos integran y se relacionan con

1.2.4 CRECIEMIENTO POBLACIONAL

El crecimiento poblacional es el incremento del número de individuos que componen una población y también al referirse a un lapso de tiempo se hará referencia a la tasa de crecimiento. Desde luego que para observar el aumento en el número de la población es necesario considerar el resultado de la interacción entre la natalidad sumada ala inmigración y a la mortalidad aunada a la emigración lo que en total puede determinar el Crecimiento de una población . En concreto la suma entre el potencial biótico y y la resistencia ambiental va determinar la salida o llegada de individuos a la población generando cambios, la dinámica de la población y podrá producir incremento de individuos cuando el potencial biótico supere a la resistencia ambiental, hasta que la capacidad portadora del ambiente lo permita, presentándose entonces la acción de los factores de la resistencia ambiental, oponiéndose al potencial para evitar que l número de individuos rebase las condiciones ambientales que permitan la supervivencia.

De esta forma los organismos de los organismo de una población al establecerse deberán vencer a la resistencia y encontrar la forma de sobrevivir y llegar a la etapa adulta donde generarán reproducción y nacimientos, pero mientras esto ocurre la mortalidad estará manifestándose en el mismo grado que la natalidad evitando así el crecimiento de la población, manteniéndose estable el número de individuos que la integran, sin embargo a medida que los organismo superan a la resistencia, comenzará a presentarse el aumento en número en lapsos de tiempo cortos produciendo un crecimiento exponencial, pues los organismo que nacen se reproducen y los fallecimientos que se presentan son pocos en relación con los que sobreviven. Al graficar estos datos considerando el análisis del número de organismos contra el tiempo se obtiene una gráfica en la que se observan dos etapas distintas, la primera llamada Fase Demorada y la segunda llamada Fase Exponencial y sus características se describen en los siguientes párrafos.

1ª. Etapa.- Fase Demorada.- En esta etapa se observa poco cambio en el crecimiento de individuos manteniéndose caso constante el número de integrantes durante un lapso de tiempo que la población utiliza para adaptarse. En la gráfica para esta etapa los puntos del número de individuos determinan casi una línea sin muchos cambios y donde el número de individuos es cercano al cero permaneciendo así por un lapso de tiempo.

2ª. Etapa.- Fase Exponencial. En la segunda etapa la población se ha adaptado ya y entonces el número de organismo aumenta considerablemente en un lapso de tiempo que generalmente es menor al utilizado para adaptarse. En esta etapa los organismos ya saben donde localizar la comida, saben como escapar de sus depredadores y en general saben vencer a la resistencia manifestándose el potencial biótico. Los puntos para esta etapa proporcionan una línea casi vertical.

Durante el crecimiento la mayoría de las poblaciones da lugar a estas dos etapas pero en todos los casos habrá una tercera etapa que presentará diferencias, pues en algunos casos la población sigue incrementando el número de integrantes para agotar la capacidad portadora del ambiente permitiendo entonces la acción de la resistencia ya que es probable que se agote el alimento por ejemplo o que el agua ya no sea suficiente provocando que muera una gran cantidad de individuos o en algunos casos todos. En un segundo caso la población logra equilibrar la acción de la resistencia con la manifestación de la capacidad reproductora o potencial biótico, de esta forma hay dos casos diferentes para la tercera etapa las cuales utilizan para dividir en dos, los tipos de crecimiento: Crecimiento en J y Crecimiento en S.

Crecimiento en J.- En este caso la 3ª. Etapa presenta la disminución inmediata de la población, lo que significa, que ante el crecimiento acelerado de la segunda etapa, la población agota los recursos con los que sobreviviría, así se presentan los decesos, las muertes y la población disminuye casi de inmediato y en algunos casos para llegar a cero individuos.

Crecimiento en S.- Ahora la 3ª. Etapa presenta características diferentes pues la resistencia ambiental actúa y detiene el aumento desmedido dela población pero en este caso el potencial biótico vuelve a presentarse y de forma regulada se producirá un equilibrio que mantiene estable el tamaño de la población en este caso se observa como el ambiente es un elemento regulador natural del tamaño de una población, esta etapa se ha denominado fase de Equilibrio. (Fig. No. 9.13 del Sutton)

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TIPOS DE CRECIMIENTO POBLACIONAL

Objetivo: Observar dos tipos de crecimiento, con base en dos modelos de interacción entre potencial y biótico y resistencia ambiental para determinar como las poblaciones actúan de forma diferente frente al ambiente.

Problema: ¿Cómo influyen las condiciones ambientales en una población, para producir un tipo de crecimiento de tipo S o de tipo J?

Hipótesis:

Material y Equipo:

1 tablero de ajedrez de 24 x 24 cm. Con una pestaña alrededor de 3 cm.* 250 g. De semillas de lenteja o trigo* 1 Vaso de precipitado de 250 ml. 1 regla o escuadra de 30 cm. *

* Material que proporcionará el estudiante

Conocimientos y Antecedentes

Antes de iniciar la actividad experimental verifica tus conocimientos a través del siguiente cuestionario.

Explica el concepto de población:

Explica las características del crecimiento de una población:

Explica ¿qué es la tasa de crecimiento de la población?

Da tres ejemplos de factores densodependientes y tres ejemplos de factores densoindependientes que limiten el crecimiento de las poblaciones.

Factores densodependientesFactores densoindependientes
Procediimiento

Para llevar acabo los dos procedimientos en donde se observen los dos tipos de crecimiento que se proponen, se utilizará en el tablero de ajedrez para representar el área sobre la cual se establecerá la población, las semillas representarán a los individuos de la población y con ellas se realizarán tiradas sobre el tablero las cuales representarán el tiempo .

A.- Crecimiento de tipo J

Para este modelo será necesario considerar, además de los puntos que se mencionan en el procedimiento, lo siguiente:

-Las zonas blancas serán consideradas áreas favorables para la reproducción, mientras que las áreas obscuras constituyen zonas no favorables.

-Las semillas que se salgan del tablero al ser tiradas , se incorporarán volviendo a tirarlas , no se eliminan.

-Emplea una sola clase de semilla y coloca 6 en un vaso de precipitado y arrójalas sobre el tablero desde una altura de 15 cm.

-Elimina las semillas que caigan en cuadros obscuros.

-Triplica cada semilla localizada en cuadros blancos y registra en la tabla No. 1 el número de semillas que se ha obtenido.

-Con las semillas resultantes , realiza una segunda tirada, elimina las caigan en cuadros obscuros y triplica las caigan en cuadro claro.

-Repite este procedimiento 10 veces más , incluyendo la segunda tirada y registra los datos en la tabla No. 1.

-Utiliza los datos para construir una gráfica donde las semillas representen a los individuos de la población y el número de tiradas será el tiempo. Utiliza un cuadriculado para construir las gráfica.

Registro de Datos CRECIMIENTO EN J

No. de TIRADASNo. de SEMILLAS o de ORGANISMOS/ TIRADA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

TABLA No. 1

imagen2

GRÁFICA No. 1

Análisis de Resultados

Observa la gráfica que resulta de este procedimiento y contesta lo siguiente: ¿Qué tipo de crecimiento representa la curva resultante de esta actividad?

Explica si en la naturaleza ¿existen poblaciones ecológicas que presenten este tipo de crecimiento y bajo que circunstancias ocurre?

Explica ¿por qué se triplican las semillas que caen en cuadros blancos?

B.- Crecimiento de tipo S.

Para este caso también deben considerarse los puntos que se mencionan en el párrafo

del procedimiento , además deberá realizarse lo siguiente: -Utiliza solo un tipo de semilla y coloca 3 en el vaso de precipitado. Arroja las semillas sobre el tablero desde una altura de 15 cm.

-Las semillas que caigan solas en un cuadro, ya sea claro u obscuro, se triplican. -Las semillas que caigan en parejas se utilizan para la siguiente tirada.

-En el caso de caer más de dos semillas en el mismo cuadro, estas se eliminan.

-Registra los datos en la tabla dos

-Repite el procedimiento 10 veces.

– Utiliza los datos para elaborar una gráfica donde el número de tiradas sea el tiempo y el número de semillas los organismos que integran a la población.

Registro de Datos CRECIMIENTO EN S

No. de TIRADASNo. de SEMILLAS o de ORGANISMOS/ TIRADA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

TABLA No. 2

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GRÁFICA No. 2

Análisis de Resultados

Observa la gráfica que resulta de este procedimiento y contesta lo siguiente: ¿Qué tipo de crecimiento representa la curva resultante de esta actividad?

Explica ¿cuáles son las causas que provocan un crecimiento de este tipo en la naturaleza?

Explica la interpretación que se daría si se triplicaran las semillas que cayeron aisladas en cuadro.

Explica la interpretación que se daría si se eliminara a aquellas semillas que cayeron en un cuadro en un número mayor de dos

Explica ¿cómo se interpreta la manifestación del potencial biótico?

Explica ¿cómo se manifestaría la resistencia ambiental en esta actividad?

Conclusiones

Con base en el análisis de los resultados elabora dos conclusiones:

1.

2.

imagen4Lee con atención las siguientes frases y selecciona las que son verdaderas anotando una cruz en el paréntesis correspondiente. Elabora nuevas frases para las que sean falsas.

( ) Las poblaciones son un nivel de integración de la materia que permanece estable a

través del tiempo. ( ) En poblaciones, interactúan el potencial biótico y la resistencia ambiental para producir una dinámica que puede producir crecimiento.

( ) El potencial biótico es la máxima capacidad reproductora de la población en

condiciones óptimas. ( ) El crecimiento de una población se presenta al disminuir el número de integrantes de una población.

( ) El potencial biótico forma parte de la resistencia ambiental.

( ) La resistencia ambiental es el conjunto de condiciones ambientales que se oponen al potencial biótico. ( ) Los factores de la resistencia son densodependientes y densoindependientes ( ) Los factores de la resistencia ambiental son los factores extrínsecos e intrínsecos ( ) Los factores densodependientes son los mismos que los factores extrínsecos. ( ) Losa factores intrínsecos son los mismos que los factores densodependientes. ( ) Los factores densodependientes incluyen el clima por ejemplo. ( ) La falta de alimento suficiente para los integrantes de la población es un factor

intrínsecos de la resistencia ambiental.

( ) La depredación es un factor densoindependiente de la resistencia ambiental. ( ) El crecimiento puede ser solo de tipo J. ( ) Las dos primeras etapas de las curvas de Crecimiento son de equilibrio. ( ) En la tercera etapa de la curva de Crecimiento en J puede presentarse la extinción de

la población. ( ) La segunda etapa de las curvas de Crecimiento presenta crecimiento lento. ( ) La primera etapa de las curvas de crecimiento presenta crecimiento exponencial o

bien aumento desmedido de individuos. ( ) En la tercera etapa de la curva de crecimiento en S, el potencial biótico y la resistencia ambiental se encuentran en equilibrio.

imagen5Construye un esquema, un mapa de conceptos, con las siguientes frases: La dinámica de población se produce por la interacción de los siguientes elementos: -Potencial biótico.- Capacidad reproductora de la población en condiciones óptimas. -Resistencia ambiental.- Elementos del medio que se oponen al potencial biótico. Influye en la dinámica:

-Migración.- Tanto la migración como la inmigración.

– Capacidad de carga del ambiente.- El número máximo de integrantes de la población,

que sobreviven en una zona. La interacción de los puntos anteriores puede generar creciemoiento poblacional, que se define como sigue:

El crecimiento puede ser de dos tipos:

-Crecimiento en J.- Presenta fase demorada, fase exponencial y fase de extinción o de disminución considerable de organismos. –Crecimiento en S.- Presenta fase demorada, fase exponencial y fase de equilibrio.

1.2.1 FLUJO DE MATERIA Y ENERGÍA

Como resultado de las relaciones entre biotopos y biocenosis existen transformaciones de la energía y la materia que se rigen por las leyes de la termodinámica.

La primera ley establece que “la energía no se crea ni se destruye sólo se transforma” y la segunda menciona que “En cada transformación que la energía sufre, ésta tiende a ocupar mayor espacio y como consecuencia se dispersa”. (Si lo consideras necesario revisa tus fascículos de Física II para aclarar dichas leyes).

La aplicación de estas leyes está relacionada directamente con la interacción que sufren las partes que componen al ecosistema y que producen flujo de materia y energía.

Dicho flujo inicia en el momento en que los vegetales capturan energía solar debido a la clorofila presente en sus hojas y como parte de la nutrición autótrofa características para ellos, utilizan CO2 H2O y forman glucosa transformando la energía solar en energía química contenida en los enlaces que unen los carbonos que forma la glucosa.

El fenómeno queda resumido en la siguiente ecuación general de la fotosíntesis:

Energía

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El vegetal transforma la energía química contenida en la glucosa en energía biológicamente útil en forma de ATP, dicha transformación la realiza a través del metabolismo, por medio de la respiración.

La respiración se resume en la siguiente ecuación:

imagen2

Esta energía obtenida como producto de la respiración es utilizada por el vegetal para realizar funciones mediante las cuales se producen otra serie de transformaciones entre energía y materia; a partir de éstas el vegetal crece aumentando sus tejidos y es utilizado para alimentación de los herbívoros.

De esta forma la interacción entre materia y energía vuelve a presentarse cuando los herbívoros al alimentarse con los vegetales realizan el proceso heterotrófico; a través del cual ingieren productos elaborados en forma de tejidos vegetales que dirigen y los transforman asimilándolos después para degradarlos hasta CO2 y agua por el proceso respiratorio, igual que el vegetal obteniendo energía en forma de ATP que utilizarán después para realizar funciones, desarrollarse y crecer, para servir después de alimento para los carnívoros quienes volverán a procesar el alimento, obteniendo a su vez energía biológicamente útil para subsistir. Al morir carnívoros, herbívoros y vegetales, serán los microorganismos y hongos quienes degradan toda la materia orgánica, y extraigan la energía que se encuentra en los productos orgánicos que desintegran, utilizándola para realizar sus procesos vitales.

Desde luego que al trasladarse de un organismo a otro un porcentaje de la energía que se fija se dispersa en forma de calor tal como lo establece la segunda ley de las termodinámica; éste fenómeno lo podemos apreciar si observamos por ejemplo que aves y mamíferos tienen una temperatura corporal, un calor interno que puede medirse desde el exterior.

La primera ley se observa en todas las transformaciones de la energía que ocurren en los seres vivos y en la formación de materia que se observa cuando los organismos crecen aumentando su tamaño. Es claro que el vegetal fija la energía solar y a partir de ahí los seres vivos cuentan con la posibilidad de realizar sus funciones, crecer y reproducirse.

Es importante observar que el Ecosistema es un sistema que recibe energía del exterior cuando los vegetales fijan energía solar. Esta es transformada después en diferentes momentos en los que habrá cierta cantidad de energía que se dispersa también hacia el exterior, formándose un ciclo abierto de energía, pero en cuanto a la materia, el ecosistema será un sistema cerrado pues ésta se producirá como resultado de las transformaciones que sufre la energía y se traslada de un organismo a otro hasta llegar a los desintegradores que la devuelven al suelo para que ahí vuelva a ser utilizada por los productores.

El flujo de material y energía se genera de forma natural sin la intervención del hombre, sin embargo, actualmente es frecuente la intervención del hombre en este flujo ocasionando con ello la necesidad de clasificar al ecosistema, dependiendo de la participación del ser humano o no en las transformaciones, que se presentan al interior del mismo.