UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARTIN

FACULTAD DE MEDICINA HUMANA

Escuela Profesional de Medicina Humana

CURSO DE ECOLOGA

Capitulo III: Organismos Individuos

ORGANISMO

Es unconjuntomaterialde organizacin compleja, en la que intervienen sistemas de comunicacin molecularque lo relacionan internamente y con el medioambienteen unintercambio de materia y energade una forma ordenada, teniendo la capacidad de desempear las funciones bsicas de lavidaque son lanutricin, larelaciny la reproduccin, de tal manera que los seres vivos actan y funcionan por s mismos sin perder su nivel estructural hasta su muerte.

Condiciones abiticas: Temperatura, humedad, pH, salinidad, sustrato.

Factores de sitio o hbitat:

Clima:Radiacin, temperatura, humedad relativa, viento, etc.

Topografa: Exposicin, fisiografa, etc.

Suelo: Textura, estructura, pH, minerales, etc.

Factores biticos: Asociacin de plantas, animales etc.

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Los organismos aprovechan los factores como recursos, usando el agua, la luz, el CO2, los nutrientes y tambin otros organismos como recursos.

En otras palabras, los recursos utilizados por las plantas son luz (fotosntesis), calor (energa procesos metablicos), agua (funcionamiento y transporte celular), Compuestos qumicos (nutrientes, O2).

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Factores mecnicos como: fuego, viento, nieve (modifican otros factores).

Los recursos tambin pueden ser limitados o ilimitados.

Caso ejemplo: Energa solar.

Agua:Recurso importante, que se estudia generalmente cuando es factor limitante.

Clima: Conjunto de condiciones atmosfricas. Los principales factores son precipitacin y temperatura, despus el viento.

Ley del mnimo: LIEBEG, 1840. Ej. Cantidad mnima de magnesio para un cultivo (factor limitante).

Ley de la tolerancia: SHELFORD, 1913. Ley del mximo, ante ciertas concentraciones de elementos la vida ya no es posible.

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Ley del mnimo

Justus Liebig en 1840. Pionero en el estudio del efecto de diversos factores sobre el crecimiento de las plantas.

La afirmacin de Liebig de que el crecimiento de una planta depende de los nutrientes disponibles slo en cantidades mnimas, ha llegado a conocerse como "ley" del mnimo de Liebig.

Re enunciada por Bartholomew (1958), para que fuese aplicable al problema de la distribucin de especies y que tuviera en cuenta los lmites de tolerancia de la manera siguiente:

La distribucin de una especie estar controlada por el factor ambiental, para el que el organismo tiene un rango de adaptabilidad o control ms estrecho.

Lmites de tolerancia

Es importante enfatizar que tanto demasiado como demasiado poco de cualquier factor abitico simple puede limitar o prevenir el crecimiento, a pesar de que los dems factores se encuentren en, o cerca de, el ptimo.

Esta modificacin de la ley del mnimo se conoce como la Ley de los Factores Limitantes. El factor que est limitando el crecimiento (o cualquier otra respuesta) de un organismo se conoce como el factor limitante.

EL FITNESS O EFICACIA

El fitness es una forma de evaluar la adecuacin del ajuste entre un tipo de organismo y su ambiente: La contribucin esperada de un alelo, genotipo o fenotipo a las generaciones futuras.

El fitness est determinado por la contribucin proporcional que cierto tipo de individuo hace a las futuras generaciones de la especie.

Los individuos ms aptos (de mayor "fitness") dentro de determinada poblacin son aquellos que dejan el mayor nmero de descendientes.

Los individuos estn caracterizados por un genotipo: su composicin gentica y por un fenotipo que es la expresin del genotipo modelada por el ambiente.

El ms fuerte, es el que tiene mayor xito reproductivo. Este se mide por fitnes o adecuacin biolgica.

N descendientes individuo X

Fitnes=-----------------------------------------------------------

N descendientes que deja el de mayor xito

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Nicho:

Los factores abiticos influyen en la sobrevivencia y la reproduccin (para reproducirse hay que sobrevivir).

El nicho ecolgico: es el conjunto de condiciones biticas y abiticas en el cual el organismo puede desarrollarse y reproducirse.

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El nicho ecolgico

La definicin aceptada actualmente fue propuesta en 1957 por HUTCHINSON:

Unidimensional

Bidimensional

Tridimensional

En la figura se observa que existe un rango de temperatura ptimo para que una especie pueda alcanzar su mayor fitnes. Existen muchos otros factores o variables que definen el nicho ecolgico. Ej: Especies vegetales (Tuna) y animales, endmicas (Gallito de las rocas):

Clasificacin Organismos

Autotrfos: Son organismos capaces de sintetizar sus metabolitos esenciales a partir de sustancias inorgnicas

Los productores son los organismos auttrofos y en especial las plantas verdes, que ocupan el primer nivel trfico.

Hetertrofos: Son aquellos que deben alimentarse con las sustancias orgnicas sintetizadas por otros organismos, bien auttrofos o bien hetertrofos como ellos.

1.Descomponedores: Consumen las plantas y animales, as como los productos de desecho de la digestin, los hetertrofos son principalmente bacterias y hongos.

2.Parsitos

3.Predadores (Hervvoros y Carnvoros)

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Especialistas:Organismos que se alimentan en un rango muy estrecho de recursos.

Generalistas: Organismos que se alimentan en un rango muy amplio de recursos.

Casos Ejem : En zonas ridas o semiridas, convendr ser generalista especialista?

Ciclo de vida: Enumeracin de eventos entre un perodo a otro.

Ejemplo plantas:

Semillas -> germinacin -> plntulas -> juvenil -> adulto -> reproduccin

Ejemplo insectos:

Huevos -> larvas -> pupas -> adultos

Los datos de las tablas de vida proporcionan antecedentes para analizar el estado de las poblaciones.

Ej. Patrn de Mortalidad

Segn como sea la curva, se puede inferir que:

I : Los individuos se mueren viejos.

II : La tasa de mortalidad es constante.

III : La mortalidad se concentra en las etapas juveniles.

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QU ES LA VIDA?

Las caractersticas de los seres vivientes

La palabra vida no tiene una definicin sencilla.

Se reconocen ciertas caractersticas que tienen los seres vivientes:

Capacidad de crecer.Responder a estmulos.Reproducirse.

Todos los seres vivientes tienen la misma estructura bsica: la clula.

Organismos unicelulares: ameba.

Organismos pluricelulares: roble.

Las caractersticas de los seres vivientes

188.bin

El crecimiento

El crecimiento es un aumento en la masa viviente.

Muchos organismos tambin crecen aumentando el nmero total de clulas

Comparacin unicelulares y multicelulares.

Crecimiento por asimilacin.

La reproduccin

La reproduccin es el proceso mediante el cual se producen nuevos individuos.

Es necesaria para la supervivencia de un grupo de seres vivientes (extincin).

R. Asexual.R. Sexual.

REPRODUCCIN CELULAR ASEXUAL

FISIN BINARIA, es el proceso ms simple. La clula entra en un estado de metabolismo hasta que se divide en dos.

En biologa, tipo de reproduccin asexual que se caracteriza por la divisin de un cuerpo en dos o ms partes, cada una de las cuales forma un individuo completo.

Puede ser transversal (se produce a lo ancho del organismo), como en el caso del paramecio, o longitudinal (a lo largo del organismo), como en la euglena, un flagelado colonial.

La respuesta a estmulos

La capacidad de los organismos para reaccionar a los cambios en el ambiente es una caracterstica de la vida.

Un cambio que puede causar una reaccin es un estmulo.

La reaccin de un organismo a un estmulo se llama una respuesta.

El metabolismo

La suma de todas las actividades qumicas que se llevan a cabo en un ser viviente se llama metabolismo.

Los procesos metablicos que comprenden la degradacin del alimento en sustancias ms simples se conocen como digestin.

La respiracin comprende los procesos por los que la mayora de las clulas obtienen energa.

La sntesis incluye los procesos metablicos mediante los cuales los seres vivos combinan sustancias simples para formar sustancias ms complejas.

EL ENCUENTRO ENTRE LOS ORGANISMOS Y SUS AMBIENTES

Es evidente que en los diferentes ambientes del planeta ocurren diferentes tipos de organismos

Esto no es producto del azar, sino de la existencia de una cierta correspondencia entre organismos y ambientes, a la que usualmente consideramos como parte del orden natural de las cosas.

ACLIMATACIN

La "aclimatacin" es la capacidad del individuo de modificar sus estructuras ante las presiones del ambiente, capacidad que desarrolla a lo largo de la evolucin.

La aclimatacin es el ajuste que los individuos de cierta generacin son capaces de desarrollar en el ambiente en el que estn adaptados.

La "adaptacin" es el acomodamiento a cierto tipo de ambiente desarrollado por la especie a lo largo de las generaciones.

ADAPTACIN

En sntesis, la adaptacin marca la capacidad global de acomodarse a determinado tipo de ambiente, y es producto de la evolucin de las especies.

Seleccin natural

La seleccin natural es la base de todo el cambio evolutivo

Es el proceso a travs del cual, los organismos mejor adaptados, desplazan a los menos adaptados, mediante la acumulacin lenta de cambios genticos favorables en la poblacin, a lo largo de las generaciones.

Seleccin natural

Cuando la seleccin natural funciona sobre un nmero extremadamente grande de generaciones, puede dar lugar a la formacin de la nueva especie

Primera Ley de Mendel

Segunda Ley de Mendel

Tercera Ley de Mendel: Ley de la herencia independiente de los caracteres

amarillo-liso, AL

amarillo-rugoso, Al

verde-liso, aL

verde-rugoso, al

LOS FACTORES HISTRICOS

A medida que la evolucin de las especies dejaba sus huellas sobre la vida del planeta, los organismos animales y vegetales fueron separados y contactados de

Otro factor importante fue el de los grandes cambios climticos, particularmente aquellos vinculados a las glaciaciones.

distintas maneras, como consecuencia del movimiento de las placas tectnicas de la Tierra.

CONVERGENCIAS Y PARALELISMOS

En la naturaleza no existe una variedad inagotable de tipos de organismos; sino que existen algunos tipos bsicos que en ocasiones muestran diferencias difciles de percibir

CONVERGENCIA EVOLUTIVA

Es un fenmenoevolutivopor el queorganismosdiferentes tienden, bajo presiones ambientales equivalentes, a desarrollar en su evolucin caractersticas (morfolgicas, fisiolgicas, etolgicas, etc.) semejantes (estructuras anlogas).

EVOLUCIN PARALELA

Este fenmeno ocurre cuando grupos genticamente relacionados, y que en algn momento de su historia quedan mutuamente aislados, muestran caminos evolutivos similares.

El paralelismo entre algunas de las especies es tan notable que es posible considerarlas equivalentes ecolgicos.

Especializacin intraespecfica

Con frecuencia puede observarse que las distintas poblaciones de una misma especie, presentan un cierto grado de especializacin a los ambientes particulares en los que se desarrolla cada una de ellas. Esto es particularmente cierto en el caso de los organismos ssiles (En botnica, para expresar la falta de un rgano que sirva de pie o soporte. Una hoja es ssil si carece de su unin con el tallo o pecolo; en zoologa, para referirse a un organismo acutico que crece adherido, agarrado o arraigado en su sustrato, del que no se separa y sobre el que no se desplaza.), que se ven obligados a acomodarse al ambiente que les toca en suerte, sin posibilidades de escapar hacia los sitios ms favorables.

Los organismos mviles pueden ajustar el ambiente en el que viven a sus propias necesidades, simplemente porque poseen la capacidad de buscar el ambiente ms propicio.

Por el contrario, los organismos ssiles deben ajustarse a sus ambientes, simplemente porque no pueden escapar.

Acomodamiento entre las especies y sus ambientes

Los ecotipos:

Son diferentes poblaciones de una misma especie ante la singularidad del ambiente en que crecen.

Polimorfismo gentico

Se refiere a las pequeas diferencias genticas que se encuentran en los individuos de una misma poblacin.

Polimorfismos somticos: cambios morfolgicos y funcionales que se producen dentro de un mismo tipo gentico ante ciertos cambios ambientales. Ejemplo: Teucrium polium

El ajuste de los organismos a los ambientes variables

Cambios cclicos: son aquellos que se repiten siguiendo un cierto ritmo; ejemplo cambios estacionales, movimientos de las mareas, ciclos diarios de luz y oscuridad, etc.

Cambios direccionales: la direccin del cambio ambiental se mantiene durante lapsos ms prolongados que la duracin de la vida de los organismos presentes.

Sedimentos en un estuario

Ciclo glaciar-interglacial

Cambios errticos: son aquellos que no presentan ni un ciclo, ni una tendencia perceptible.

Huracn Tornado

Ante un ambiente que cambia, el ajuste de los organismos puede motorizarse a travs de dos grandes estrategias:

Cambiando "a posteriori" de los cambios ambientales.

Cambiando "a priori" del cambio ambiental en respuesta a algn indicio anticipatorio.

Pares de especies

Cuando la evolucin de una especie se produce en respuesta a las presiones de otra especie.

De esto parte el fenmeno usualmente conocido como coevolucin.

Algunos casos son: la coevolucin de los osos Koala y el follaje de los eucaliptos; de los osos Panda y los brotes de bamb; las bacterias fijadoras de nitrgeno y las leguminosas; ciertos insectos polinizadores y sus flores, etc.

Las condiciones ambientales

Entre las principales condiciones ambientales pueden incluirse: temperatura, humedad relativa, pH, salinidad, velocidad de las corrientes de agua, concentracin de polucionantes, etc.

De qu forma pueden evaluarse las respuestas de los organismos ante un gradiente de cierta condicin?

Indudablemente, la evaluacin ms adecuada sera la del nmero de descendientes que deja el organismo ante distintos niveles de una condicin.

Sin embargo, en la prctica esto no suele ser fcil de determinar; por consiguiente, es necesario emplear evaluaciones alternativas (ejemplo las tasas de crecimiento, respiracin, reproduccin, supervivencia, etc.)

Hbitat

Se refiere a lugares geogrficamente concretos, dentro de los cuales pueden existir diferentes tipos de nichos.

Por ejemplo, el hbitat del bosque virgen puede proporcionar nichos para mosquitos, monos, loros, otorongos, reptiles, etc.

LOS RECURSOS AMBIENTALES

En este sentido, TILMAN define a los recursos de un organismo como todas aquellas cosas que ste consume, y agrega: "...as como los nitratos, fosfatos y luz, pueden ser recursos para una planta; tambin el nctar, el polen y un agujero en un tronco pueden ser recursos para una abeja."

Debe advertirse que los principales recursos de un organismo son los mismos materiales primarios que conforman sus cuerpos, la energa involucrada en sus actividades, y los sitios o espacios en donde desarrollan sus funciones vitales.

De este modo, en todo ecosistema se construye una cadena de "consumidores y consumidos", en la que cada consumidor de un recurso pasa a ser recurso de otro consumidor.

Los auttrofos (plantas verdes y ciertas bacterias) incorporan recursos inorgnicos elaborando paquetes de molculas orgnicas (protenas, hidratos de carbono, etc.)

Por su parte, los auttrofos son recursos para los hetertrofos (ejemplo para organismos que requieren recursos orgnicos ricos en energa)

PASAJE DE LOS RECURSOS DESDE UN ORGANISMO A OTRO

Descomposicin: en este caso los cuerpos (o partes de ellos) mueren y, junto con secreciones y desperdicios, pasan a ser recursos para los descomponedores (bacterias, hongos y animales detritvoros).

Parasitismo.

En esta va de transferencia, los recursos son organismos vivos.

Los parsitos no suelen matar a sus presas, y se alimentan de uno o unos pocos organismos huspedes a lo largo de sus vidas (ejemplo los fidos que extraen la savia de las plantas).

Predacin: en este caso, los recursos son organismos que mueren como consecuencia del ataque del predator.

CONSUMIDORES DE RECURSOS

Es posible dividirlos en generalistas (polfagos) y especialistas.

Los primeros se caracterizan por consumir una variedad amplia de presas, generalmente discriminadas en funcin de su aceptabilidad

Los especialistas son aquellos organismos que se limitan a consumir ciertas presas o partes de ellas (p.e. entre las especies de pjaros es frecuente encontrar especialistas en el consumo de las semillas, o de los frutos de ciertas especies).

La clasificacin de recursos

Recursos esenciales: Son aquellos que no pueden ser sustituidos por otros.

Recursos perfectamente sustituibles: Dos recursos son perfectamente sustituibles cuando cualquiera de ellos puede reemplazar totalmente al otro.

Recursos sustituibles complementarios:

Cuando la especie consume dos recursos juntos, requiere menos de cada uno que cuando los consume por separado.

Recursos sustituibles antagnicos: Para mantener una misma tasa de crecimiento, una especie necesita una mayor cantidad de recursos cuando estos se consumen juntos que cuando se los consume por separado.

Recursos inhibitorios:

El crecimiento resulta inhibido cuando el nivel de cualquiera de los dos recursos excede un determinado lmite superior.

TEMPERATURA Y AGUA
DETERMINANTES FUNDAMENTALES DE LA VIDA

Temperatura

Endotermia: se caracterizan por ajustar su temperatura corporal a travs de la energa generada en sus propios cuerpos

Ectotermia: dependen de fuentes externas de calor.

La humedad en los ambientes terrestres

Junto con la temperatura, el agua es otro de los grandes determinantes de la vida. De acuerdo con lo que actualmente sostiene la ciencia, sabemos que la vida se origin en los ocanos; tambin sabemos que todos los procesos bioqumicos y fisiolgicos de los organismos, dentro de rganos, tejidos y clulas, ocurren en ambientes hidratados.

Las plantas terrestres difieren de los animales terrestres en dos aspectos importantes

Aunque las partes areas experimentan las mismas prdidas de agua que los animales, las partes subterrneas (las races) estn en contacto directo con un medio (el suelo) del que pueden extraer agua directamente, con mayor o menor facilidad.

Para las plantas, el agua no slo importa como condicin sino tambin como recurso, puesto que al combinarse con el CO2 en la fotosntesis constituye la base de la nutricin vegetal.