Este documento aborda los fundamentos de la ecología a través de una serie de preguntas y respuestas, cubriendo desde las definiciones básicas hasta los procesos complejos que rigen la vida en nuestro planeta.
Fundamentos de la Ecología
1. ¿Qué es la ecología?
La ecología es una rama de la biología que se encarga del estudio de la interacción de los seres vivos con su medio ambiente. Etimológicamente, proviene del griego oikos (casa) y logos (estudio), por lo que significa el ‘estudio de la casa’.
2. ¿Cuáles son las palabras clave de la definición de la ecología?
Las palabras clave son: interacción, seres vivos, medio ambiente, estudio, biología.
3. ¿A quién se le considera el padre de la ecología?
Ernst Haeckel, zoólogo alemán, acuñó el término ‘ecología’ en 1869 y se le considera el padre de esta disciplina.
4. ¿Qué personajes de la historia contribuyeron a estudios de la ecología aun cuando no lo identificaban como tal?
Teofrasto, Aristóteles, Heródoto, Platón, Carl Ludwig Willdenow, Alexander von Humboldt y Thomas Malthus realizaron aportes importantes al estudio de las relaciones entre organismos y el ambiente antes de que existiera el término ‘ecología’.
5. ¿Qué es la vida?
Desde la biología, la vida es el conjunto de procesos interrelacionados que permiten la existencia, continuidad y evolución de los organismos, basados en la interacción de compuestos esenciales como ADN, proteínas y lípidos dentro de sistemas organizados.
6. Características de un ser vivo
Un ser vivo está constituido por una o varias células, puede crecer, reproducirse, procesar información, responder a estímulos y realizar diversas reacciones químicas.
Componentes y Niveles de Organización Ecológica
7. Clasifique los factores bióticos y abióticos del medio ambiente.
- Factores bióticos: Son todos los seres vivos que forman parte de un ecosistema, como los animales, las plantas y los microorganismos (bacterias, hongos, etc.).
- Factores abióticos: Son los elementos no vivos del entorno, como el agua, el aire, el suelo, la temperatura y la luz solar. Estos factores influyen en cómo viven y se desarrollan los seres vivos.
8. ¿Por qué se dice que la ecología es interdisciplinaria y transdisciplinaria?
La ecología es una ciencia interdisciplinaria y transdisciplinaria porque integra conocimientos y métodos de diversas disciplinas como la biología, química, física, geografía, matemáticas y sociología. Esto le permite comprender las complejas interacciones entre los seres vivos y su ambiente, considerando tanto los aspectos naturales como los sociales y culturales.
9. ¿Cómo definirías los niveles de jerarquía ecológica?
Son los diferentes niveles de organización en los que se agrupan los organismos en el ambiente, desde el nivel molecular hasta la biosfera, pasando por células, organismos, poblaciones, comunidades y ecosistemas.
10. ¿Qué entiendes como valencia ecológica?
La valencia ecológica es la capacidad de una especie para adaptarse a diferentes condiciones del medio ambiente. Indica el rango de factores (como temperatura, humedad o tipo de suelo) que puede tolerar. Una especie con alta valencia ecológica puede vivir en muchos ambientes, mientras que una con baja valencia necesita condiciones muy específicas para sobrevivir.
11. Diferencia entre biotipo y biotopo.
- Biotipo: Conjunto de organismos con características genéticas y morfológicas similares que habitan en un área determinada.
- Biotopo: Espacio físico con condiciones ambientales específicas donde vive una comunidad biológica.
Dinámica de Poblaciones y Ecosistemas
12. ¿Cuáles son los componentes de un ecosistema desde el punto de vista trófico?
- Productores (autótrofos): Organismos que sintetizan sus alimentos a partir de sustancias inorgánicas simples.
- Macroconsumidores o fagótrofos: Organismos heterótrofos que ingieren a otros organismos o materia orgánica en partículas.
- Microconsumidores o saprótrofos: Organismos heterótrofos (bacterias, hongos) que obtienen su energía por degradación de tejidos muertos o por absorción de materia orgánica exudada por plantas u otros organismos.
13. La población presenta propiedades numéricas y genéticas. ¿Cuáles son estas?
- Numéricas: Densidad, natalidad, mortalidad, distribución por edades.
- Genéticas: Adaptación, aptitud reproductiva, persistencia (probabilidad de dejar descendientes aptos).
14. ¿Cuál es la diferencia entre potencial biótico y resistencia ambiental?
- Potencial biótico: Máxima habilidad reproductiva de una población, que está limitada por los factores medioambientales.
- Resistencia ambiental: Factores que limitan el crecimiento poblacional, como recursos limitados o depredadores.
15. ¿Qué entiendes como adaptación fisiológica? Da un ejemplo.
La adaptación fisiológica es una modificación interna que permite a un organismo sobrevivir en su ambiente. Por ejemplo, la hibernación en osos para conservar energía durante el invierno.
16. ¿Pueden repetirse las mismas comunidades en dos ecosistemas?
Sí, comunidades similares pueden desarrollarse en ecosistemas con condiciones ambientales parecidas, aunque con variaciones en las especies específicas.
Biomas y Energía en los Ecosistemas
17. Menciona siete biomas del mundo y describe uno de ellos.
Los siete biomas principales son:
- Tundra
- Taiga
- Bosque templado
- Selva tropical
- Sabana
- Desierto
- Pradera
Descripción de la Taiga: Es un bosque boreal con árboles de hoja perenne, caracterizado por inviernos largos y fríos, y una fauna adaptada al clima riguroso.
18. ¿Qué es la energía?
La energía es la capacidad de los cuerpos para realizar un trabajo y producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos.
19. Menciona la primera forma de energía que llega al planeta y qué espectros presenta.
La energía solar es la primera en llegar al planeta y presenta espectros como la luz visible, ultravioleta e infrarroja.
20. Ejemplos de energía potencial, cinética y calórica en el ecosistema y en un biotipo.
En un Ecosistema:
- Potencial: Agua almacenada en un embalse.
- Cinética: Corriente de un río.
- Calórica: Calor del sol calentando el suelo.
En un Biotipo:
- Potencial: Nutrientes almacenados en semillas.
- Cinética: Movimiento de un animal al desplazarse.
- Calórica: Calor generado por la respiración celular.
21. Da un ejemplo de la ley de la termodinámica.
Un ejemplo sería en una cadena alimentaria: la energía transferida entre niveles tróficos disminuye debido a la pérdida de energía en forma de calor, conforme a la Segunda Ley de la Termodinámica.
22. Diferencia entre una cadena alimentaria y una red trófica.
- Cadena alimentaria: Secuencia lineal de organismos donde cada uno se alimenta del anterior.
- Red trófica: Conjunto interconectado de cadenas alimentarias que muestra las relaciones alimentarias en un ecosistema.
23. Da un ejemplo del diezmo ecológico.
El diezmo ecológico es la transferencia de aproximadamente el 10% de la energía de un nivel trófico al siguiente. Por ejemplo: si una planta produce 1000 kcal, un herbívoro que la consume obtendrá aproximadamente 100 kcal, y un carnívoro que consuma al herbívoro obtendrá 10 kcal.
24. Ejemplifica una red alimentaria de las lomas de Atiquipa, con al menos tres eslabones.
Una red alimentaria en las lomas de Atiquipa podría incluir:
- Productores: Plantas nativas.
- Consumidores primarios: Venados.
- Consumidores secundarios: Lechuzas que se alimentan de pequeños mamíferos.
25. Ejemplo de cómo la energía fluye en un ecosistema.
La energía solar es captada por las plantas (productores), transferida a los herbívoros (consumidores primarios) al alimentarse, y luego a los carnívoros (consumidores secundarios) que se alimentan de los herbívoros.
Ciclos Biogeoquímicos
26. ¿Qué elementos químicos presentan sus ciclos biogeoquímicos?
Los elementos químicos que presentan ciclos biogeoquímicos incluyen el carbono, nitrógeno, fósforo, azufre y oxígeno, entre otros.
27. ¿Cuáles son los pozos o compartimentos de los ciclos biogeoquímicos?
Los ciclos biogeoquímicos tienen dos tipos principales de pozos o compartimentos:
- Pozo-depósito: Es el compartimento grande, de movimiento lento y generalmente no biológico, donde los elementos pueden permanecer por mucho tiempo.
- Pozo de intercambio o de ciclo: Es una porción más pequeña pero más activa, donde los elementos se desplazan rápidamente entre los organismos y su medio inmediato.
28. Clasificación de los ciclos biogeoquímicos.
Los ciclos biogeoquímicos se clasifican en:
- Ciclos gaseosos: Su depósito principal está en la atmósfera (ej. carbono, nitrógeno, oxígeno).
- Ciclos sedimentarios: Su depósito principal está en la corteza terrestre, especialmente en suelos y rocas (ej. fósforo, azufre).
- Ciclo hidrológico: Relacionado con el agua y su circulación entre océanos, atmósfera, suelos y seres vivos.
29. ¿Qué elementos químicos son parte de los ciclos biogeoquímicos sedimentarios?
Los elementos típicos de los ciclos sedimentarios son: Fósforo (P), Azufre (S), entre otros.
30. ¿Qué elementos químicos son parte de los ciclos biogeoquímicos gaseosos?
Los principales elementos de los ciclos gaseosos son: Carbono (C), Nitrógeno (N), Oxígeno (O), Hidrógeno (H).
31. ¿Cuáles son las características de los ciclos sedimentarios?
Las características de los ciclos sedimentarios son:
- El depósito principal está en el suelo y las rocas.
- Son ciclos lentos debido a la baja disponibilidad de los elementos.
- Los elementos pueden actuar como agentes limitantes para la vida.
32. ¿Cuáles son las características de los ciclos gaseosos?
Las características de los ciclos gaseosos son:
- El depósito principal está en la atmósfera.
- La circulación es rápida, con reciclaje frecuente.
- Los elementos suelen estar disponibles en grandes cantidades para los organismos.
33. ¿Cuál es el reservorio principal de los elementos gaseosos?
El reservorio principal de los elementos gaseosos es la atmósfera.
34. ¿Cuál es el reservorio principal de los elementos metálicos y no metálicos?
El reservorio principal de los elementos metálicos y no metálicos (como fósforo, azufre, calcio, hierro) es la corteza terrestre, especialmente en suelos y rocas.
35. ¿Cuántas etapas presenta el ciclo del nitrógeno?
El ciclo del nitrógeno presenta cuatro etapas principales: Fijación, Amonificación, Nitrificación y Desnitrificación.
36. ¿Cómo explicarías la fijación en el ciclo biogeoquímico del nitrógeno?
La fijación es el proceso mediante el cual el nitrógeno atmosférico (N₂) es convertido en compuestos utilizables por los seres vivos, como el amoníaco (NH₃). Puede ocurrir por:
- Procesos biológicos (bacterias y algas).
- Procesos químico-atmosféricos (relámpagos).
- Procesos industriales.
37. Explique cómo se lleva a cabo el ciclo biogeoquímico del fósforo.
El fósforo circula principalmente en forma de fosfatos (PO₄³⁻) en el suelo y el agua. Las plantas lo absorben, pasa a los animales por la cadena alimentaria y retorna al suelo por descomposición. No tiene fase gaseosa significativa y su depósito principal son las rocas y los sedimentos.
38. ¿Qué pasa cuando en una persona hay deficiencia de yodo y potasio?
- Deficiencia de yodo: Puede causar problemas en la glándula tiroides, como bocio y trastornos metabólicos.
- Deficiencia de potasio: Puede provocar debilidad muscular, calambres, fatiga y alteraciones cardíacas.
39. ¿Cómo una persona aprovecha el magnesio?
El magnesio es esencial para funciones metabólicas, la síntesis de proteínas y el funcionamiento muscular y nervioso. Se obtiene a través de la dieta (verduras, nueces, granos).
40. Procesos del ciclo hidrológico.
Los procesos del ciclo hidrológico son:
- Evaporación
- Condensación
- Precipitación
- Infiltración
- Escorrentía superficial y subterránea
- Transpiración
41. ¿Qué entiendes por ríos voladores?
Los «ríos voladores» son corrientes de vapor de agua que se transportan por la atmósfera, especialmente desde la Amazonía, y que influyen en el régimen de lluvias en regiones distantes.
Interacciones Biológicas y Leyes Ecológicas
42. ¿Es igual decir interacciones heterotópicas e interacciones interespecíficas? ¿Por qué?
No, no es igual. Las interacciones interespecíficas ocurren entre individuos de diferentes especies. El término heterotópico no es común en ecología para referirse a este tipo de interacción; por lo tanto, no son equivalentes.
43. Menciona los tipos de comensalismo.
Los tipos de comensalismo son:
- Foresia: Un organismo utiliza a otro para transportarse.
- Inquilinismo: Un organismo vive en el cuerpo o estructura de otro sin causarle daño.
- Metabiosis: Un organismo utiliza restos o modificaciones hechas por otro.
44. ¿Podrías dar un ejemplo de amensalismo y antibiosis?
- Amensalismo: Un árbol grande que da sombra e impide el crecimiento de plantas pequeñas.
- Antibiosis: Hongos que producen antibióticos que inhiben el crecimiento de bacterias.
45. ¿A qué tipo de interacción corresponde el siguiente ejemplo?: Un ave que pone sus huevos en un tronco de un árbol y los convierte en su nido.
Corresponde a inquilinismo, un tipo de comensalismo.
46. ¿Cómo entiendes la Ley de Tolerancia de Shelford?
La Ley de Tolerancia de Shelford establece que la existencia y distribución de una especie dependen de la presencia de factores ambientales dentro de un rango de tolerancia, fuera del cual la especie no puede sobrevivir.
47. ¿Cómo entiendes la Ley del Mínimo de Liebig?
La Ley del Mínimo de Liebig afirma que el crecimiento de una especie está limitado por el recurso esencial que se encuentra en menor cantidad respecto a sus necesidades.
48. Menciona dos especies de la región de Arequipa que son estenoicas.
Dos especies estenoicas de la región de Arequipa son la vicuña (Vicugna vicugna) y la Puya raimondii.
49. Menciona tres especies de la región de Arequipa que son euroicas.
Tres especies euroicas de la región de Arequipa son el zorro andino (Lycalopex culpaeus), el cuy silvestre (Cavia tschudii) y el suri (Rhea pennata).
Tipos de Ecosistemas y Dinámica Poblacional
50. Cite ejemplos para los tipos de ecosistemas artificiales.
Ejemplos de ecosistemas artificiales incluyen: campos agrícolas, plantaciones forestales, acuarios y jardines urbanos.
51. ¿Qué tipo de ecosistema por su extensión es el Océano Pacífico?
El Océano Pacífico es un macroecosistema marino, ya que abarca una enorme superficie del planeta y contiene una gran diversidad de hábitats, especies y procesos ecológicos.
52. Explica el crecimiento poblacional sigmoideo y el crecimiento poblacional exponencial.
- Crecimiento sigmoideo (logístico): La población crece rápidamente al inicio, luego se estabiliza al alcanzar la capacidad de carga del ambiente.
- Crecimiento exponencial: La población crece a una tasa constante sin limitaciones, generando una curva en forma de «J».
53. Identifica a los organismos heterótrofos según cómo obtienen su energía.
Los organismos heterótrofos se clasifican según cómo obtienen su energía en:
- Herbívoros: Obtienen energía del consumo de plantas.
- Carnívoros: Obtienen energía del consumo de animales.
- Omnívoros: Consumen tanto plantas como animales.
- Detritívoros: Consumen materia orgánica muerta.
- Descomponedores: Bacterias y hongos que degradan materia orgánica.
54. ¿Qué entiendes como diezmo ecológico?
El diezmo ecológico es la pérdida de energía que ocurre en cada transferencia trófica, generalmente alrededor del 90%, quedando solo el 10% disponible para el siguiente nivel.
55. ¿Cómo se presenta la distribución externa en una población?
La distribución externa en una población se refiere a cómo se ubican los individuos en el espacio: puede ser uniforme, aleatoria o agrupada.
56. ¿Cómo se presenta la distribución interna en una población?
La distribución interna en una población se refiere a la estructura por edad, sexo o tamaño dentro de la población.
57. ¿Cuánto es el número máximo de eslabones que presenta una cadena trófica?
Generalmente, una cadena trófica tiene un máximo de 4 a 5 eslabones debido a la pérdida de energía en cada nivel.
58. ¿Qué nivel de la pirámide trófica presenta la mayor cantidad de energía y por qué?
El nivel de productores (plantas y algas) presenta la mayor cantidad de energía porque captan directamente la energía solar y solo una fracción se transfiere a los niveles superiores.