Introducción a la Ecología

La ecología es una ciencia relativamente nueva, pero sus orígenes se remontan a los estudios de los naturalistas griegos, quienes sentaron las bases para la biología.

Ernest Haeckel, considerado el «padre de la ecología», la definió como la ciencia que estudia las relaciones existentes entre los distintos seres vivos y con su medio ambiente.

Haeckel se basó en los estudios de Jean-Baptiste Lamarck y Charles Darwin. Según sus investigaciones, «los seres vivos reaccionan ante el medio ambiente en que viven, modificando sus hábitos y costumbres, lo que a la larga ocasionaría modificaciones en sus organismos, causando la evolución de las especies».

Niveles de Estudio de la Ecología

1. Autoecología: Estudia a un organismo específico y sus reacciones fisiológicas (ej., un león).
2. Demoecología: Se enfoca en poblaciones individuales de la misma especie (ej., una manada de leones).
3. Sinecología: Analiza comunidades de organismos de distintas especies que se relacionan en un lugar (ej., leones, cebras, hienas, leopardos y jirafas en la pradera africana).
4. Ecología (en su sentido más amplio): Examina las relaciones entre todos los seres vivos y su medio ambiente (ej., animales, plantas, suelo, clima, agua y relieve de la pradera africana).

La Teoría General de Sistemas

En 1968, Ludwig von Bertalanffy (biólogo alemán) desarrolló su teoría de sistemas, criticando la división del mundo en áreas de conocimiento fragmentadas. Postuló que la naturaleza es un todo interconectado, al que denominó biosfera.

• a) Los sistemas existen dentro de otros sistemas.
• b) Los sistemas son abiertos.
• c) Las funciones de un sistema dependen de su estructura.

Factores Ambientales: Elementos Clave del Ecosistema

Son las relaciones recíprocas que se establecen entre los seres vivos y su medio ambiente. Determinan tres aspectos fundamentales:

1. Adaptaciones
2. Gran variedad de especies
3. Distribución geográfica

Factores Abióticos: Componentes No Vivos

Estos factores carecen de vida.

1. Físicos

• a) Luz y Calor: Permiten la vida en el planeta y regulan procesos biológicos.
  • Hibernación: Suspensión de actividades físicas y disminución de funciones fisiológicas durante el invierno.
  • Estivación: Suspensión de actividades físicas y funciones fisiológicas durante el verano.
  • Diapausa: Estado de latencia en el que semillas, insectos, peces, anfibios y reptiles detienen su desarrollo.
  • Migración: Desplazamiento individual o colectivo en busca de mejores condiciones estacionales.
• b) Latitud y Altitud: Determinan la temperatura y el clima de una región.
• c) Vientos:
  • Cuando son intensos, impiden la presencia de árboles.
  • Contribuyen a la desecación.
  • Dispersan semillas, insectos y aves.
  • Los vientos permanentes determinan la existencia de desiertos y selvas en latitudes específicas.
• d) Agua: Factor físico y químico esencial. Físicamente, actúa como regulador térmico y sustrato para organismos acuáticos (sustrato: superficie que sostiene y mantiene).

2. Químicos

• a) Agua: Se utiliza para funciones fisiológicas y metabólicas; es un disolvente de compuestos químicos.
• b) Suelo: Capa superficial de la corteza terrestre que sirve de sustrato para organismos terrestres.
• c) Oxígeno: Indispensable para organismos aerobios que realizan respiración celular.
• d) Dióxido de Carbono (CO2): Indispensable para organismos que realizan fotosíntesis.

Factores Bióticos: Interacciones entre Seres Vivos

Estos factores dependen de organismos vivos.

1. Interacciones Intraespecíficas

Ocurren entre individuos de la misma especie, capaces de reproducirse entre sí y generar descendencia fértil.

• a) Demográficos: Cantidad de población, densidad de población, natalidad, mortalidad y proporción sexual.
• b) Etológicos (Comportamentales):
  • Conducta sexual: Machos y hembras presentan conductas reproductivas distintas.
  • Conducta grupal: Las manadas siguen reglas que les permiten adaptarse al medio ambiente.
  • Competencia intraespecífica: Dentro de la misma especie, los individuos compiten por recursos como alimento y reproducción.

2. Interacciones Interespecíficas

Se dan entre individuos de distinta especie.

• Competencia: Dos o más especies hacen uso de los mismos recursos para sobrevivir.
  • Interferencia
  • Explotación
• Depredación: Una especie se alimenta directamente de otra.
  • Herbívoros: Se alimentan de plantas o partes de ellas.
  • Carnívoros: Animales que se alimentan de otros animales.
  • Desintegradores (Detritívoros): Insectos y microorganismos que se alimentan de restos orgánicos de otros individuos.
• Mutualismo: Interacción en la que dos especies se benefician mutuamente.
• Parasitismo: Una especie (parásito) se alimenta de otra (huésped), perjudicándola pero generalmente sin matarla de inmediato.
  • Endoparásito: Vive dentro del huésped.
  • Ectoparásito: Vive sobre el huésped.
• Comensalismo: Una especie se beneficia de otra sin causarle daño ni beneficio significativo.
  • Epibiosis: Una especie utiliza a otra como sustrato o soporte.
  • Tanatocresis: Un organismo utiliza partes muertas de otro organismo (ej., una concha vacía) para su beneficio.
  • Lestobiosis: Una especie se sitúa en el nido de otra para alimentarse de sus restos de comida o provisiones.
• Simbiosis: Relación estrecha y a largo plazo entre dos especies, donde ambas se benefician de manera interdependiente y a menudo esencial para su supervivencia.

Población: Conceptos y Propiedades

Una población es un grupo de individuos de una misma especie que coexisten en un área determinada y en un momento específico.

Propiedades de la Población:

• Tamaño
• Densidad
• Distribución:
  • Al azar
  • Uniforme y homogénea
  • Aglomerada (en parches)
• Natalidad
• Mortalidad
• Migración

Modelos de Crecimiento Poblacional

1. Crecimiento Lineal o Aritmético: La población crece sumando un valor constante a la cantidad original en cada período.
2. Crecimiento Exponencial o Logarítmico: La población crece multiplicando la cantidad original por un valor constante en cada período, resultando en un aumento acelerado.
3. Crecimiento Logístico o Sigmoidal: Establece que la población tiene un límite máximo (capacidad de carga) y un límite mínimo. Si se sobrepasa el límite máximo, los recursos se agotan y la población puede colapsar; si cae por debajo del límite inferior, puede extinguirse por falta de individuos para la reproducción.

La Depredación: Interacción Fundamental

La depredación es una interacción biológica donde un organismo (el depredador) mata y consume a otro (la presa).

Tipos de Interacción Depredador-Presa:

1. Depredador-Presa (ej., león y cebra)
2. Herbívoro-Planta (ej., conejo y zanahoria)
3. Parásito-Hospedero (ej., garrapata y perro)
4. Parasitoide-Hospedero: Un organismo que, en una etapa de su vida, se comporta como parásito, pero que finalmente mata a su huésped.

Técnicas de Ataque de Depredadores

1. Emboscada: Un depredador se esconde o construye una trampa, esperando a que la presa esté a su alcance.
2. Acecho: Un depredador se acerca lenta y silenciosamente a la presa hasta estar lo suficientemente cerca para atacar.
3. Persecución Activa: El depredador persigue a la presa hasta alcanzarla o agotarla.

Tipos de Defensa de las Presas

1. Escondite: Ocultarse del depredador.
2. Camuflaje: Desarrollar una apariencia o conducta que lo confunda con su entorno o con otra especie (mimetismo).

Mutualismo: Interacciones de Beneficio Mutuo

El mutualismo es una interacción en la que dos especies se benefician mutuamente.

Tipos de Mutualismo:

1. Trófico y Alimentario: Una especie obtiene alimento de otra, y la otra se beneficia (ej., abeja y néctar de la flor).
2. Reproductivo: Una especie ayuda a la reproducción de otra (ej., planta polinizada por la abeja).
3. Protección: Una especie protege a otra (ej., pez payaso y anémona).
4. Limpieza: Una especie limpia a otra (ej., cocodrilo y ave limpiadora).

Estructura de la Comunidad Ecológica

Una comunidad es un conjunto de poblaciones de distintas especies que interactúan en un lugar determinado.

Estructura Trófica (Cadena Alimenticia):

1. Productores (Autótrofos): Organismos (ej., plantas o algas) que producen su propio alimento mediante fotosíntesis o quimiosíntesis.
2. Consumidores (Heterótrofos): Animales que se alimentan de otros organismos para obtener energía y nutrientes, procesando la glucosa mediante respiración celular.
3. Desintegradores (Saprofitos): Organismos (ej., bacterias, hongos, ácaros y ciertos insectos) que se alimentan de restos de materia orgánica (detrito), reciclando nutrientes.

Niveles de Organización Ecológica: De lo Individual a la Biosfera

Para facilitar su estudio, la naturaleza se organiza en diferentes niveles jerárquicos:

1. Individuo: Un organismo único con su propia información genética.
2. Población: Conjunto de individuos de la misma especie que interactúan en un lugar y tiempo determinados.
3. Gremio: Conjunto de poblaciones de diferentes especies que explotan los mismos recursos o se alimentan de manera similar.
4. Comunidad: Conjunto de poblaciones de distintas especies que habitan en un lugar y se relacionan a través de interacciones como competencia, depredación y desintegración.
5. Ecosistema o Bioma: Conjunto de la flora y fauna de una región específica, junto con sus interacciones con factores abióticos como el clima, el agua, la atmósfera y el relieve.
6. Biosfera: El conjunto de todos los ecosistemas de la Tierra; la capa donde existe vida.