UNIDAD 2.- INTERRELACIONES ENTRE ORGANISMOS VIVOS
2.1 Las leyes básicas de la Ecología
En Ecología -entendiendo ésta como la ciencia que
estudia los ecosistemas y sus interrelaciones- se han definido cuatro
principios o premisas básicas que debemos tener en cuenta a la hora de pensar
ecológicamente la acción humana.
Estipuladas por el biólogo americano Barry Commoner y
el economista rumano Nicholas Georgescu-Roegen,
las cuatro leyes de la ecología serían:
- Todo está relacionado con todo lo
demás. La Tierra, la biosfera completa,
es una compleja y nutrida red de interrelaciones entre seres vivos
individuales, comunidades y ecosistemas. Lo que suceda a uno, afecta al
modo del "efecto dominó" al resto de los elementos de la
biosfera.
- Todas las cosas han de ir a parar a
alguna parte. El ciclo de
la materia y el ciclo de la energía que la biosfera desarrolla para
autoproducirse, son ciclos diferenciados que debemos conocer para
adaptarnos a sus características, ventajas y limitaciones.
- La naturaleza es la más sabia. Esto no quiere decir que la naturaleza sea
un modelo moral a imitar por los humanos. Más bien, la naturaleza es sabia
en tantosu funcionamiento se ha optimizado a lo largo de millones de años
y a través de una serie de procesos de mejoramiento. La evolución ha
generado organismos y ecosistemas resistentes que pueden adaptarse unos a
otros, en una interrelación que siempre replica la existencia y la vida. Para
todos los efectos prácticos y en muchos ámbitos, es básicamente imposible
diseñar en un tiempo breve algo que funcione tan bien como lo que ha sido
creado a través de una larga evolución.
- En todos los procesos dentro de la
biosfera, al final tendremos un déficit en términos de materia y energía. Considerando que en la relación
hombre-naturaleza los cambios son irreversibles, y que la biosfera se
transforma en la tecnosfera humana, toda la energía que se consume para
producir la tecnosfera y satisfacer las necesidades humanas es energía
perdida, que nunca más se puede utilizar para reproducir el sistema.
Materia v/s energía son necesarias y escasas para el hombre.
Estas cuatro leyes de la ecología determinan una
realidad básica desde las que el hombre debe re-plantearse la ciencia, la
técnica, la economía, la política; en resumidas cuentas: replantearse su acción
en el mundo para vivir de una manera ecológica, social, económica y
políticamente sostenible.
2.2 Adaptación y sucesión
Sucesión ecológica
Se denomina sucesión ecológica el proceso de
sustitución paulatina de unas poblaciones por otras en una misma área, hasta
llegar a una comunidad en equilibrio con el medio denominada comunidad
clímax.
Las comunidades anteriores a una comunidad climax no están en
equilibrio con el medio, sino que tienden a alcanzar dicho equilibrio. Las
causas de la sucesión ecológica, la sustitución de unas comunidades por otras
son múltiples: la adaptación diferencial al clima de las diversas especies, la competencia
entre especies, etc.
Sucesión ecológica ejemplos
Un ejemplo de sucesión ecológica de un área
considerable (macrosucesión) es la que da lugar a un bosque
de encinas. Un ejemplo de microsucesión sería la que
se inicia en un tronco que ha caído en el suelo, el cual es colonizado por
distintos grupos de organismos (bacterias, hongos, insectos, etc.), hasta
quedar transformado en mantillo del suelo.
Existen dos tipos de sucesiones, según
el punto inicial del proceso:
- Sucesión primaria.
Es la que se produce en un área en la que previamente no existían seres vivos.
Por ejemplo, islas coralinas, deltas en formación, superficies rocosas, etc.
Las especies que primero aparecen reciben el nombre de especies pioneras o
colonizadoras.
- Sucesión secundaria.
Es la que tiene lugar en una zona en la que existía una comunidad que, por un
proceso regresivo debido a incendios, inundaciones, plagas, etc., ha perdido la
mayoría de las especies.
ADAPTACION
La adaptación se puede definir como un
proceso y como un producto.
Algunas definiciones
Adaptación como proceso
1) El proceso de adaptarse está
relacionado con cambios durante la vida del organismo. En términos
fisiológicos, la palabra adaptación se usa para describir el ajuste del
fenotipo de un organismo a su ambiente. Esto se llama adaptabilidad, adaptación fisiológica o aclimatación.
Sin embargo, esto no es adaptación.
2) El proceso mediante el cual un
organismo se adapta más al ambiente donde vive, se ajusta más al ambiente,
medido en cambios generacionales (de padres a hijos). El concepto de adaptación
evolutiva es: se dice que una especie está adaptada a un ambiente sí y solo sí ese ambiente ha
generado fuerzas selectivas que han afectado a los ancestros de esa especie y
han moldeado su evolución dotándoles de rasgos que benefician la explotación de
dicho ambiente. La adaptación evolutiva es un proceso que ocurren mediante
selección natural.
Adaptación como
estado: definición histórica y ahistórica
1) Un rasgo es una adaptación si
permite a su poseedor vivir en un determinado ambiente. Reeve y Sherman (1993) definen
adaptación como aquella variante fenotípica que resulta en el mayor
fitness.Esta concepción de adaptación es ahistórica.
2) Un rasgo es una adaptación si aumenta el éxito
reproductivo del organismo en su ambiente y si ha sido producido por selección
natural (usualmente van junto ambos fenómenos). Es decir, sería el resultado
del proceso descrito arriba como adaptación. Esta concepción de adaptación es
histórica. Esta definición elimina diferencias no adaptativas en fitness.
La diferencia entre ambas posturas es
muy clara. Según la primera definición, no debemos automáticamente definir un
rasgo como adaptación hasta que no se haya demostrado que se originó por
selección natural. De esta forma, no todos los rasgos que aumentan el fitness
deben ser considerado adaptaciones. Según esta definición, una adaptación no
puede surgir como respuesta a la selección en un rasgo diferente correlacionado
con él, ni tampoco como deriva genética. Estos rasgos pueden tener efecto sobre
el fitness y pueden incluso formar parte integral del fenotipo, pero no son
adaptaciones.
Esta
diferencia en definiciones nos genera la necesidad de desarrollar otros
conceptos: 1) aptación,
aquel rasgo que afecta al fitness positivamente, 2)exaptación, que puede
ser aquel rasgo originado por selección natural pero que cumple en la
actualidad una función diferente para la que se originó o aquel rasgo cuyo
origen no se debe a la acción de la selección natural, pero que en la
actualidad sí realiza una función. 3) Abaptación, los organismos
están abaptados por los ambientes de las generaciones anteriores, a través de
las cuales han pasado las combinaciones de caracteres hasta llegar al momento
actual. Estan adaptados a su ambiente actual en la medida en que este ambiente
se parece al ambiente de las generaciones pasadas. Por ello, los organismos no están previstos
para el presente o el futuro, son una simple consecuencia del pasado. En la
medida en que el presente y el futuro se parezcan al pasado, los organismos se
encontrarán más adaptados.
2.3 Relacion de Población
y comunidad
Población
La
población es un conjunto de organismos de la misma especie que ocupan un área
más o menos definida y que comparten determinado tipo de alimentos.
Aunque
cada especie suele tener una o más poblaciones distribuidas cada una en un área
predeterminada, no existe ningún impedimento para que dos poblaciones de una
misma especie se fusionen ni tampoco para que una población se divida en dos.
Crecimiento
poblacional
Es
el aumento o disminución del número de individuos que constituyen una
población.
Las
poblaciones tienen una tasa de nacimiento (número de crías producido por unidad
de población y tiempo), una tasa de mortalidad (número de muertes por unidad de
tiempo) y una tasa de crecimiento.
El
principal agente de crecimiento de la población son los nacimientos, y el
principal agente de descenso de la población es la muerte.
Cuando
el número de nacimientos es superior al número de muertes la población crece y
cuando ocurre lo contrario, decrece. Cuando el número de nacimientos es igual
al de muertes en una población dada su tamaño no varía, y se dice que su tasa
de crecimiento es cero.
Teóricamente,
el crecimiento de una población puede ser asombroso.
Sin
embargo, en condiciones naturales, existen múltiples factores que limitan su
crecimiento y esto causa que las poblaciones se mantengan estables, sobre todo
si se consideran largos periodos de tiempo y si se trata de poblaciones cerradas;
es decir, aquéllas que carecen de individuos entrantes (inmigrantes) y
salientes (emigración).
A
medida que crece una población, aumenta la competencia entre los individuos que
la integran por la sencilla razón de que los alimentos y nutrientes son
limitados.
La tasa de crecimiento (r),
de una población está determinada por cuatro factores: la tasa de natalidad (b); la tasa de mortalidad (d); la
tasa de inmigración (i); y la tasa de emigración (e).
Estas
cuatro variables se relacionan en la fórmula general
r = (b + i) – (d + e)
Densidad de
población
Es
el número de individuos que constituyen la población en relación con alguna
unidad de espacio; por ejemplo, tres leones por kilómetro cuadrado.
Cuando
una población no está regulada eficazmente por la serie de factores externos
correspondientes, puede transformarse en plaga.
Sin
embargo, por lo común existe un equilibrio de las poblaciones naturales, en el
cual juegan un papel decisivo los depredadores.
A
mayor densidad de población, mayor será la mortalidad ocasionada por los
depredadores.
Homeostasis de
las poblaciones
Uno
de los fenómenos más asombrosos del ecosistema es lo que se llama homeostasis de las poblaciones. Originalmente acuñado por fisiólogos, el término homeostasis se
refiere a la conservación de innumerables factores que constituyen lo que se
conoce como el medio interno de los organismos.
Mantener
la temperatura de nuestro cuerpo (37° C) en cualquier clima es un fenómeno de
homeostasis. Lo mismo ocurre con la conservación de una cierta cantidad de
glucosa en la sangre o de una cierta presión dentro de las células.
En
Ecología, la homeostasis se
refiere al hecho de que las poblaciones tienden a autorregularse, a permanecer
más o menos constantes, pero solo si el ecosistema en que viven está en
equilibrio.
Lamentablemente,
existen situaciones en las que el equilibrio de un ecosistema puede romperse.
Una manera de romperlo sucede cuando se introduce irracionalmente nuevas
especies, por lo general esto ocurre por intervención humana, ya sea accidental
o intencionalmente.
Hace
tiempo, en Australia alguien tuvo la inocente idea de decir que el país
necesitaba conejos. Los conejos se adaptaron muy bien al clima del lugar y no
tardaron en reproducirse como ellos acostumbran. Al poco tiempo resultó que,
como no había enemigos naturales (depredadores) que regularan la población de
tales roedores, ésta aumentó irrefrenablemente y los asombrados colonos
presenciaron auténticas devastaciones en la vegetación de los campos, lo cual,
indirectamente, ocasionó daños tremendos en otras poblaciones de animales.
Otro
ejemplo lo tenemos en las salmoneras del sur de Chile, donde las especies en
cautiverio son muy adeptas a escaparse provocando desequilibrios en las
especies autóctonas.
Comunidad
Los
grupos de poblaciones de un ecosistema interactúan de varias formas. Estas poblaciones
interdependientes de plantas y animales forman una comunidad, que abarca la
porción biótica (viviente) del ecosistema ubicada en un área determinada.
Tal
definición es poco precisa si tomamos en cuenta que en la naturaleza hay
poblaciones que aparecen también en áreas vecinas. (Ver: Comunidad y Ecología)
Límites y
extensión de un ecosistema
Se
le llama ecotono a
las zonas de transición o límites de un ecosistema. El ecotono no suele ser tan
exacto como lo describe una definición. Los biólogos no han perdido de vista la
importancia del conocimiento de tan imprecisas entidades y ha sido creada una
disciplina que se ocupa de las relaciones entre comunidades: la sinecología.
Existen
ecosistemas artificiales cuyos límites son muy precisos; tal es el caso de un
acuario o uno de esos botellones en donde se cultivan plantas diversas.
Pero
los ecosistemas naturales nunca suelen estar tan bien delimitados. Y no es
difícil notar que, en sus límites, las características propias del ecosistema
van cambiando gradualmente, estableciéndose así amplias zonas de transición.
Es
importante notar que cualquier ecosistema recibe influencias múltiples de otros
ecosistemas.
Por
ejemplo, hay muchos organismos que pasan las primeras etapas de su existencia
en un estanque, para irse luego a vivir entre los arbustos del campo.
La
variedad de los ecosistemas del planeta es muy amplia y no sólo por sus
dimensiones, sino también por el hecho de que sean crecientes o culminantes,
terrestres o acuáticos, abundante o escasamente diversificados (en cuanto al
número de distintas poblaciones que viven en ellos).
Diversidad
Las
comunidades tienen ciertos atributos, entre ellos la dominancia y la diversidad de
especies. La dominancia se
produce cuando una o varias especies controlan las condiciones ambientales que
influyen en las especies asociadas.
Ejemplo:
En un bosque la especie dominante puede ser una o más especies de árboles, como
el roble o el abeto; en una comunidad marina los organismos dominantes suelen
ser animales, como los mejillones o las ostras.
La
dominancia puede influir en la diversidad de especies de una comunidad porque
la diversidad no se refiere solamente al
número de especies que la componen, sino también a la proporción que
cada una de ellas representa.
La naturaleza física de una comunidad queda en evidencia por las capas en las que se estructura, o su estratificación. En las comunidades terrestres, la estratificación está influida por la forma que adoptan las plantas al crecer.
La naturaleza física de una comunidad queda en evidencia por las capas en las que se estructura, o su estratificación. En las comunidades terrestres, la estratificación está influida por la forma que adoptan las plantas al crecer.
Las
comunidades sencillas, como los pastos, con escasa estratificación vertical,
suelen estar formadas por dos capas: suelo y capa herbácea. Un bosque puede
tener hasta seis capas: suelo, herbácea, monte bajo, árboles bajos y arbustos,
bóveda inferior y bóveda superior. Estos estratos influyen en el medio ambiente
físico y en la diversidad de hábitats para la fauna.
La
estratificación vertical de las comunidades acuáticas, por contraste, recibe
sobre todo la influencia de las condiciones físicas: profundidad, iluminación,
temperatura, presión, salinidad, contenido en oxígeno y dióxido de carbono.
Hábitat y nicho
Cuando
el biólogo habla de un nicho se
refiere al papel que
juega un organismo determinado en la comunidad biótica o ecosistema. La
comunidad aporta el hábitat, el lugar en el que viven las distintas plantas o
animales.
Dentro
de cada hábitat, los organismos ocupan distintos nichos. El nicho que ocupa un
organismo depende de su hábitat, sus adaptaciones estructurales y de conducta,
su alimentación y los organismos a los que sirve de alimento. El nicho de un
organismo es algo así como su "profesión".
El
papel de una especie en general o de un organismo en particular es interactuar
con su medio y los demás organismos, también la especie puede ser utilizada
como alimento por otras especies. Con esto es fácil darse cuenta de que dos o
más organismos pueden vivir en el mismo hábitat y ocupar nichos ecológicos
diferentes.
Por
ejemplo, un ave que viva en un hábitat de bosque de hoja caduca. Su nicho, en
parte, es alimentarse de insectos del follaje de la bóveda. Cuanto más
estratificada esté una comunidad, en más nichos adicionales estará dividido su
hábitat.
Por
otra parte no es extraño que dos especies distintas ocupen no sólo el mismo
hábitat sino también el mismo nicho ecológico. Sin embargo, tal situación no
suele ser muy duradera porque normalmente culminaría con la mejor adaptación de
una de las especies y la extinción de la otra.
2.4 Relación de Supervivencia
En muchas ocasiones las especies tienen que competir entre ellas
para ocupar un lugar en el ecosistema. Las diferentes especies han ido
adquiriendo, a lo largo de su evolución, una serie de características que les
facilitan la competición. Pero las "habilidades" que les ha convenido
adquirir son muy distintas según sea el ambiente en el que deben vivir. Son muy
distintas las características que debe tener un ser vivo para adaptarse a un
ambiente cambiante que a otro relativamente estable.
Las especies que siguen estrategia de la r suelen ser microscópicas o de tamaño pequeño, como bacterias,
protozoos, plantas fugaces, animales pequeños, etc. Su población mantiene un
crecimiento exponencial hasta desaparecer bruscamente cuando las condiciones
cambian. Es lo que sucede, por ejemplo, cuando llueve y se forman charcos. Si
la temperatura es adecuada la población de protozoos del charco crecerá
rápidamente hasta que llegue un momento en el que el charco se seque o se
termine el alimento y entonces la población disminuirá brúscamente.
Las especies con estrategia de la r son típicas de lugares
efímeros: charcas de lluvia, montones de tierra junto a madrigueras, rocas
desnudas, zonas polares, desiertos, terrenos arados, etc. Son oportunistas o
pioneras, ocupan áreas nuevas con facilidad y se extienden por ellas con
rapidez. El papel que cumplen en los ecosistemas es colonizarlos en las
primeras etapas de su desarrollo y, para ello, suelen ser organismos que
producen muchas unidades de dispersión (hasta millones y miles de millones de
esporas o huevos). Pero no pueden tener éxito si la competencia es fuerte,
frente a organismos con estrategia de la K.
El hombre favorece la dispersión de las especies oportunistas con
sus viajes y transportes y, además, con su actividad degrada los ecosistemas
facilitando su colonización por especies pioneras. Las plantas que se usan para
los cultivos son, normalmente, de este tipo.
Las especies con
estrategia de la K suelen ser los
animales y plantas grandes y longevos. Su población se mantiene con altibajos,
pero cerca de la densidad máxima (K) que puede tener, dadas esas condiciones.
Es lo que sucede, por ejemplo, con los robles de un bosque, las gaviotas o los
linces.
Los organismos con estrategias de la K tienen, por su tamaño, gran
capacidad de competencia, gran longevidad y reducido número de descendientes.
Los encontraremos en medios que permanecen estables largo tiempo (selva,
bosques, regiones esteparias, etc.).
2.5 Extinción
En biología y ecología, extinción es la
desaparición de todos los miembros de una especie o un grupo de taxones.
Se considera extinta a una especie a partir del instante en que muere el último
individuo de esta. Debido a que su rango de distribución potencial
puede ser muy grande, determinar ese momento puede ser dificultoso, por lo que
usualmente se hace en retrospectiva. Estas dificultades pueden conducir a
fenómenos como el taxón lázaro, en el que
una especie que se presumía extinta reaparece abruptamente tras un período de
aparente ausencia. En el caso de especies que se reproducen sexualmente, la
extinción es generalmente inevitable cuando sólo queda un individuo de la
especie, o únicamente individuos del mismo sexo.
A través de la evolución,
nuevas especies surgen a través de la especiación, así como
también otras especies se extinguen cuando ya no son capaces de sobrevivir en
condiciones cambiantes o frente a otros competidores. Normalmente, una especie
se extingue dentro de los primeros 10 millones de años posteriores a su primera
aparición,2 aunque algunas
especies, denominadas fósiles vivientes,
sobreviven prácticamente sin cambios durante cientos de millones de años. La
extinción es histórica y usualmente un fenómeno natural. Se estima que cerca de
un 99,9% de todas las especies que alguna vez existieron están actualmente
extintas.
Antes de la
dispersión de los humanos a través del planeta, la extinción generalmente
ocurría en continuo bajo índice, y las extinciones masivas eran eventos
relativamente raros. Pero aproximadamente 100.000 años atrás, y en coincidencia
con el aumento de la población y la distribución geográfica de los humanos, las
extinciones se han incrementado a niveles no vistos antes desde la extinción masiva del
Cretácico-Terciario. A
esto se le conoce como la extinción masiva del Holoceno, y
se estima que para el año 2100 la cantidad de
especies extintas podría alcanzar altas cotas, incluso la mitad de todas las
especies que existen actualmente.
Una especie se
extingue cuando su último ejemplar existente, muere. Por lo tanto, la extinción
se convierte en una certeza cuando no hay ningún integrante capaz de
reproducirse y dar lugar a una nueva generación. También una especie se puede
volver extinta funcionalmente cuando solo
sobrevive una reducidísima cantidad de miembros, que son incapaces de
reproducirse debido a problemas de salud, edad, distancia geográfica debido a
un muy grande rango de distribución, por falta de individuos de ambos sexos (en
las especies que se reproducen sexualmente),
u otras razones.
Para
identificar la extinción (o pseudoextinción)
de una especie se requiere que ésta se encuentre claramente definida. Si
finalmente se declara extinta, la especie en cuestión deber ser claramente
distinguida de cualquier otra especie ancestro, descendiente o de otras
especies relacionadas. La extinción de una especie (o el reemplazo de ésta por
una descendiente) juega un papel clave en la teoría del equilibrio puntuado de Stephen
Jay Gould y Niles
Eldredge.
En ecología,
el término extinción también se
utiliza a menudo de manera informal para referirse a una extinción local,
en la que la especie deja de existir en un área determinada, aunque sigue
viviendo en otro lugar. Este fenómeno también es conocido como extirpación.
Las extinciones locales pueden preceder a un reemplazo de la especie, desde
ejemplares de otros lugares; lareintroducción del
lobo es
un ejemplo de esto. Las especies que no se encuentran extintas se denominan existentes, y
las especies existentes que se encuentran bajo amenaza de extinguirse se
integran en categorías tales como especie amenazada, especie en peligro o especie en peligro crítico.
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