Comunidad (Biocenosis)
Una comunidad o biocenosis es el conjunto de organismos de diferentes especies que interactúan en un área determinada.
Características de la Comunidad
Las comunidades se describen por su estructura, diversidad, cobertura, fisonomía, fenología, dominancia y sociabilidad.
Estructura
Se refiere a la organización de los organismos en estratos donde habitan, pudiendo ser de forma temporal, vertical u horizontal.
- Estratificación temporal: Periodicidad de los cambios cíclicos en los organismos.
- → Ritmos diarios (circadianos)
- → Ritmos lunares o mensuales (cambio de mareas)
- → Ritmos estacionales (diferentes épocas del año)
- Estratificación vertical: Distribución de los elementos de una comunidad de abajo hacia arriba, en altura en ambientes terrestres o en profundidad en ambientes acuáticos.
- Estratificación horizontal (zonación): Acomodo lateral de organismos debido a variaciones en el relieve, la altitud y la latitud.
Diversidad
La variedad de organismos que forman una comunidad.
- Abundancia relativa: Número de organismos por especie en un lugar. Mayor diversidad implica mayor estabilidad.
- Riqueza: Número total de especies que presenta una comunidad.
Otras Características
- Fisonomía: Característica cualitativa, visual, morfológica o apariencia general de un lugar, que determina cómo es una comunidad.
- Fenología: Características estacionales que presenta una comunidad como respuesta a diversos ciclos.
- Dominancia: Especies más numerosas o de mayor tamaño corporal con un papel fundamental, a menudo poblaciones vegetales.
- Sociabilidad: Forma en la que las especies se asocian para protección o beneficio mutuo.
Relaciones Interespecíficas
Son las interacciones que se establecen entre diferentes especies. Las más comunes son las relaciones simbióticas.
Tipos de Simbiosis
- ❖ Comensalismo: Un individuo obtiene beneficio, mientras que el de otra especie no es afectado ni perjudicado.
- ❖ Mutualismo: Ambas especies se benefician, sobreviviendo mejor juntas que separadas.
- ❖ Parasitismo: Una especie (parásito) se beneficia a expensas de otra (huésped), la cual resulta perjudicada. Se divide en tres tipos:
- Endoparasitismo (el parásito vive dentro del huésped)
- Ectoparasitismo (el parásito vive fuera del huésped)
- Hiperparasitismo (un parásito parasita a otro parásito)
- ❖ Amensalismo: Una especie se ve perjudicada, mientras que la otra no experimenta ningún daño ni beneficio.
- ❖ Protocooperación (o Cooperación): Ambas especies se benefician, pero la relación no es obligatoria para su supervivencia.
- ❖ Neutralismo: Dos o más especies coexisten en una misma zona sin afectarse mutuamente.
- ❖ Competencia: Dos especies compiten por los mismos recursos limitados. Aquellas con ventaja para obtenerlos suelen prevalecer.
- ❖ Depredación: Una población (depredador) se alimenta de otra (presa), regulando así la densidad poblacional de esta última.
Sucesión Ecológica
La sucesión ecológica es la variación temporal de las comunidades, caracterizada por cambios direccionales de lo sencillo a lo complejo. Las comunidades pasan por diferentes etapas, conocidas como etapas seriales. El estado de máxima estabilidad de la sucesión se conoce como clímax.
Tipos de Sucesión
Sucesión Primaria (vida desde cero)
Ocurre en un área donde no existía vida previamente.
- Comunidad pionera
- Comunidades seriales (pueden llevar a una o más comunidades clímax)
Sucesión Secundaria (tras un disturbio)
Ocurre en un área donde una comunidad preexistente fue destruida o alterada.
- Comunidades seriales
- Restablecimiento de la comunidad clímax preexistente al disturbio
Ecosistemas
Un ecosistema es una comunidad de organismos que interactúan con su medio físico (biotopo).
- Ecosistemas Abiertos: Intercambian energía y materia con el exterior.
- Ecosistemas Cerrados: Intercambian energía pero no materia con el exterior (conceptualmente, no existen en la naturaleza de forma perfecta).
Propiedades de los Ecosistemas
- Estructura definida: Compuesta por elementos bióticos (seres vivos) y abióticos (factores físico-químicos).
- Autorregulación: Capacidad de mantener la homeostasis y el equilibrio en el flujo de materia y energía.
- Autosuficiencia: Grado de independencia de factores externos al ecosistema.
Dimensiones de los Ecosistemas
- Microecosistema: De pequeña extensión (ej. una charca).
- Mesoecosistema: Extensiones de tamaño medio (ej. un bosque).
- Macroecosistema: De grandes extensiones continentales (ej. un bioma).
Tipos de Ecosistemas
- Naturales: Entidades complejas que presentan una fisonomía caracterizada por su comunidad vegetal, estructura trófica y homogeneidad climática.
- Artificiales: Ambientes creados o modificados significativamente por el ser humano.
- Biosfera: El mayor nivel de organización ecológica, que abarca todos los ecosistemas de la Tierra.
- Bioma: Gran zona geográfica ubicada a cierta latitud, caracterizada por un tipo de vegetación y clima predominante.
Ejemplos de Biomas y Ecosistemas
- Desierto
- Selva
- Manglar
- Pastizal
- Bosque templado
- Arrecifes de coral
- Bosque de macroalgas
Flujos de Materia y Energía
Ciclos Ecológicos
Los ciclos ecológicos son procesos de reciclaje de materiales impulsados por la interacción de fenómenos:
- Astronómicos: Interacción de la Tierra con el Sol y la Luna (rotación, traslación, migraciones, mareas, etc.).
- Geológicos: Movimientos y transformaciones de la corteza terrestre (ej. tectónica de placas).
- Hidrológicos: El ciclo del agua.
Ciclos Biogeoquímicos
Los ciclos biogeoquímicos describen las rutas de los elementos químicos esenciales al ser transportados entre el medio físico (atmósfera, hidrosfera, litosfera) y los organismos vivos.
- Gaseosos o atmosféricos: Ciclos con un depósito principal en la atmósfera y una circulación rápida (ej. carbono, nitrógeno, oxígeno).
- Ciclos sedimentarios: Ciclos con un depósito principal en el suelo o rocas, y una circulación lenta (ej. fósforo, azufre).
Ciclo del Carbono
- Incluye procesos que involucran la captura de moléculas inorgánicas de dicho elemento.
- La producción en exceso de gases de carbono contribuye al aumento de la temperatura del planeta (efecto invernadero).
- Se disuelve en el agua, formando carbonatos y bicarbonatos.
Ciclo del Nitrógeno
El nitrógeno participa en la composición de proteínas y ácidos nucleicos.
- Se transporta entre el medio abiótico y el biótico.
- La aplicación de fertilizantes de origen industrial es una fuente importante de nitrógeno para el suelo.
- El exceso de nitrógeno puede ser altamente contaminante.
- Es el gas más abundante en la atmósfera (78%).
- Los fertilizantes contribuyen con aproximadamente el 35% del nitrógeno que se incorpora al suelo.
Ciclo del Fósforo
- En los seres vivos, es uno de los componentes de los ácidos nucleicos (ADN y ARN).
- Forma parte de las moléculas que transfieren energía en las reacciones metabólicas (ej. ATP o NADP).
- El fósforo disuelto que no llega al mar es absorbido por las raíces de los vegetales.
- Al morir los vegetales y animales, las bacterias descomponedoras los degradan, liberando fósforo.
- Se encuentra en gran proporción en el esqueleto de los vertebrados, conchas, dientes y guano de aves marinas.
Ciclo del Oxígeno
- Los organismos fotosintéticos lo producen como un residuo metabólico.
- Participa en dos de los procesos bioquímicos más importantes de los seres vivos (fotosíntesis y respiración celular).
- Es altamente reactivo y utilizado por los organismos en la construcción de sus tejidos y moléculas fundamentales.
Ciclo del Azufre
- El azufre en los seres vivos es un componente fundamental de algunos aminoácidos (como metionina y cisteína) y enzimas.
- Su depósito principal se encuentra en el suelo y las rocas sedimentarias.
Cadenas y Redes Tróficas
Niveles Tróficos
El nivel trófico es la posición que ocupa un organismo en una cadena alimentaria, con respecto a los productores.
- Autótrofos: Ocupan el nicho de productores, realizando fotosíntesis o quimiosíntesis para producir su propio alimento.
- Heterótrofos: Organismos que obtienen energía y nutrientes consumiendo materiales orgánicos complejos. Incluyen consumidores primarios, secundarios, etc.
Cadenas Alimentarias
Una cadena alimentaria o cadena trófica describe la relación lineal de alimentación entre organismos, mostrando el flujo de energía.
- Cadena de parásitos: Inicia con organismos parasitados y suele tener pocos niveles.
- Cadena de detritos: Los productores son reemplazados por materia orgánica en descomposición.
Redes Tróficas
Las redes tróficas representan las interconexiones alimentarias más complejas en un ecosistema, donde un organismo puede alimentarse de varias especies y ser, a su vez, alimento para otras.
Pirámides Ecológicas
- Representan el flujo de energía o biomasa en los ecosistemas, mostrando su distribución a través de los niveles tróficos.
- Fueron desarrolladas por Charles Elton, Evelyn Hutchinson y Raymond Lindeman.
- Productores en la base
- Consumidores primarios
- Consumidores secundarios, etc.
Ley del Diezmo Ecológico
Describe la eficiencia de transferencia ecológica, indicando que aproximadamente el 10% de la energía de un nivel trófico se transfiere al siguiente. En ambientes marinos, este porcentaje puede variar entre 2% y 24%.
Tipos de Pirámides Ecológicas
Pirámide de Biomasa
- Representa la productividad a través de la producción de biomasa en cada nivel trófico. Son las más empleadas.
Biomasa: Cantidad de materia viva presente en una unidad de espacio y tiempo.
Pirámide de Números de Individuos
- Muestra el número de individuos por unidad de superficie o volumen en cada nivel trófico. Son las menos empleadas debido a las grandes diferencias físicas entre individuos, donde cada organismo cuenta lo mismo independientemente de su tamaño.
Pirámide de Energía
- Cuantifica la productividad o energía que maneja una comunidad en unidades de calor o energía (cal o kcal). Es útil para medir la transferencia de energía de un organismo a otro a lo largo de una cadena trófica.
Conceptos Clave de Productividad
- Productividad: Cantidad de biomasa que se genera a partir de la fotosíntesis, desarrollada por los seres autótrofos de un ecosistema, por unidad de tiempo.
- Eficiencia Ecológica: Eficacia con la que una comunidad consume, asimila y produce tejidos.
Productividad Primaria
- Velocidad a la que los organismos autótrofos fijan la energía solar y generan materia orgánica que puede ser utilizada como alimento.
- Productividad Primaria Bruta (PPB): Cantidad total de energía solar fijada por los autótrofos.
- Productividad Primaria Neta (PPN): Fracción de la PPB que los autótrofos destinan específicamente a la producción de nuevos tejidos, después de cubrir sus propias necesidades metabólicas.
Productividad Secundaria
- Energía fijada por los heterótrofos de una comunidad, representando la eficiencia con que los organismos animales y hongos asimilan la materia y la energía obtenidas, utilizándolas para construir sus propios tejidos.
Desarrollo Sostenible y sus Implicaciones
El desarrollo sostenible es un enfoque integral que aborda la problemática ambiental, el desarrollo social, la economía, la política y la cultura, buscando satisfacer las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las futuras generaciones para satisfacer las suyas.
Principios del Desarrollo Sostenible
Se basa en 4 principios fundamentales:
- Preservación de recursos.
- Explotación sostenible de recursos.
- Uso equitativo de recursos naturales.
- Ambiente seguro y saludable.
Organismos e Instrumentos Clave en México
- INECC (Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático)
- PROFEPA (Procuraduría Federal de Protección al Ambiente)
- CONABIO (Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad)
- SEMARNAT (Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales)
- LGEEPA (Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente)
Huella Ecológica y Huella de Carbono
Huella Ecológica
Es un indicador de sostenibilidad que mide la superficie ecológicamente productiva total necesaria para producir los recursos consumidos por una población y absorber sus residuos.
Huella de Carbono
Es un indicador que mide la cantidad total de gases de efecto invernadero (GEI) emitidos directa o indirectamente por una actividad, producto, organización o individuo.