4. Nivel de población y ecológico

CONCEPTO DE ESPECIE, POBLACIÓN Y COMUNIDAD

Una especie está constituida por todos los individuos con características estructurales y funcionales semejantes, que se reproducen entre ellos y originan una descendencia fértil.

Dentro de una misma especie podemos encontrar grandes diferencias en cuanto a tamaños, colores e incluso formas entre unos individuos y otros; en estos casos se habla de razas. A pesar de las diferencias, los individuos de distintas razas pueden reproducirse entre ellos y tener descendencia, por lo que se consideran de la misma especie. Con el tiempo dos razas pueden diferenciarse tanto que ya no es posible la reproducción entre ellas, en este caso se origina una especie nueva (especiación).

Cuando en un lugar determinado queremos hacer referencia a todos los individuos de la misma especie, entonces hablamos de población. Es un nivel de organización superior al de especie. Por ejemplo, decimos la población de alimoches de Andalucía no alcanza los 70 ejemplares, para referirnos a todos los alimoches que viven en Andalucía. Del mismo modo, si queremos hacer referencia al conjunto de poblaciones de seres vivos de un sitio determinado, hablamos de comunidad. Con este término incluimos a todos los seres vivos del lugar, animales, vegetales, hongos, etc. 

ECOSISTEMA

Definimos Ecosistema como el conjunto de seres vivos y el medio físico donde se relacionan intercambiando materia y energía. El ecosistema se divide en dos componentes fundamentales: biotopo y biocenosis.

El biotopo está conformado por las sustancias orgánicas e inorgánicas del entorno (agua, sales minerales, gases, rocas, aminoácidos…) y por los factores físicos del lugar: temperatura, humedad, insolación, etc., o factores abióticos.

La biocenosis está constituida por el conjunto de organismos que viven en el ecosistema (comunidad) junto con las relaciones que se establecen entre ellos, o factores bióticos. El desarrollo de las poblaciones de organismos se ve afectado por la complejidad de estas relaciones que se establecen entre los miembros de esa población y de estos con las demás especies de la comunidad.

El ambiente que ocupa una población, entendido como el espacio que reúne las condiciones adecuadas para que la especie pueda vivir, se conoce como hábitat.

Los distintos factores, bióticos y abióticos, determinan la distribución de las especies en el planeta, la evolución les permite desarrollar adaptaciones al medio ambiente y establecerse dentro de unos límites de tolerancia. De esta forma, los seres vivos han conseguido colonizar prácticamente todo el globo.  Con el paso del tiempo, estas adaptaciones se van haciendo más especializadas, las especies se diversifican y este aumento de biodiversidad conduce a ecosistemas característicos. Se denominan biomas a regiones ecológicas caracterizadas por la vida vegetal y animal que en ellas se encuentra. Generalmente se definen por el tipo de vegetación dominante que, a su vez, es consecuencia de las condiciones climatológicas (temperatura y humedad condicionan la vegetación). El bioma más abundante en Andalucía es el bosque mediterráneo.

 

FACTORES BIÓTICOS Y ABIÓTICOS

Los factores ambientales (bióticos y abióticos) son todas aquellas circunstancias propias de un entorno que condicionan el crecimiento de las poblaciones.

  • Los factores abióticos son aquellos relacionados con las características físico-químicas del medio, y pueden ser geográficos (topografía, latitud, pendiente, orientación...), climáticos (temperatura, humedad, viento, presión atmosférica), edáficos (composición y estructura del suelo) o químicos (componentes del aire, del agua y del suelo).

Cada especie puede vivir dentro de unos determinados valores de temperatura, humedad, etc. es lo que se conoce como límites de tolerancia (para la temperatura, humedad...). Un organismo sólo podrá vivir en aquellos medios en los que todos los factores que lo definen estén dentro de sus límites de tolerancia. Se denomina factor limitante a cualquier factor ambiental que sobrepase la amplitud de tolerancia de la especie en cuestión para ese factor  o, estando dentro de ella, frena un mayor desarrollo de la población. Existen especies cuyos límites de tolerancia son amplios, por el contrario, otras especies sólo pueden vivir dentro de un estrecho margen de valores. A las primeras se les denomina eurioicas y a las segundas estenoicas. Existe un valor (o intervalo de valores) en donde la especie alcanza máximo desarrollo (valor óptimo).

  • Los factores bióticos son las relaciones que se establecen entre los individuos de una misma población (relaciones intraespecíficas) o de poblaciones diferentes (relaciones interespecíficas), que pueden ser beneficiosas, perjudiciales o neutras para el desarrollo de los mismos. En el caso de la relaciones intraespecíficas, es habitual el caso de la cooperación, que hace a los individuos de una misma especie agruparse en cardúmenes, manadas, o grupos para obtener beneficios en la defensa de los territorios, búsqueda de comida o protección frente a enemigos. Pero igualmente, entre los miembros de una misma especie se produce la competencia, relación negativa que procede de las necesidades de los mismos recursos, por lo que también son frecuentes las luchas entre individuos o grupos. En cuanto a las relaciones interespecíficas, sirva de resumen la siguiente tabla.
Relación interespecífica
Especie A
Especie B
Ejemplo
 Comensalismo  Beneficiada  -  Rémoras y tiburón
 Mutualismo  Beneficiada Beneficiada
 Pez payaso y anémona
 Simbiosis Dependiente
Dependiente
 Líquenes (hongo+alga)
 Depredación  Beneficiada Muerte
 Oso polar y focas
 Parasitismo Beneficiada
Perjudicada
 Garrapata y perro
 Competencia  Perjudicada Perjudicada
 Hienas y leones

 

ESTRUCTURA TRÓFICA DE LOS ECOSISTEMAS

Según la forma que tiene un organismo de alimentarse, o mejor, de nutrirse, y conseguir materia orgánica y energía de su entorno, distinguimos entre:

  • Organismos autótrofos: capaces de elaborar toda su materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas, por lo que para su nutrición, no necesitan de otros seres vivos.
  • Organismos heterótrofos: necesitan alimentarse de la materia orgánica elaborada por otros organismos, ya sean autótrofos u otros heterótrofos.

Los organismos autótrofos son los que llamamos productores, mientras que los heterótrofos son los consumidores. A su vez, los herbívoros serán los consumidores primarios, los carnívoros u omnívoros que se alimentan de éstos son los consumidores secundarios. También se habla de consumidores terciarios si hay carnívoros u omnívoros que se alimentan de los secundarios, continuando un eslabón más, y, por último, los organismos descomponedores que se encargan de degradar los restos convirtiendo la materia orgánica en sustancias inorgánicas más sencillas que pasarán a formar parte del suelo o se disuelvan en el agua de dónde los extraerán los autótrofos reiniciando así el ciclo de la materia.

Los niveles tróficos establecen entre sí relaciones que se pueden representar de distintas formas:

  • Cadenas tróficas: Muestran los traspasos de energía que se establecen entre los distintos organismos, desde los productores, pasando por los eslabones de consumidores, y hasta llegar a los descomponedores, con una degradación gradual de la energía en cada nivel, ya que se sufren pérdidas significativas por el gasto metabólico y se disipa en forma de calor.
  • Redes tróficas: Describen las interrelaciones entre las distintas especies de un ecosistema, ya que las cadenas no son unidades aisladas, y un mismo organismo puede ser consumidor en una cadena y servir de alimento a otras especies de distinto nivel trófico.

    En el conocimiento de estas redes se pone de manifiesto la importancia de la desaparición de cualquier especie en algún nivel, ya que las consecuencias se pueden multiplicar por afectar de forma diferente a distintos niveles tróficos.
  • Pirámides ecológicas: Se trata de otro modo de expresar gráficamente las relaciones tróficas entre los organismos de un ecosistema. Son útiles porque permiten una comparación visual fácil entre distintos ecosistemas. Las más prácticas para obtener información adecuada para comparar ecosistemas distintos son aquellas en que cada escalón se representa la cantidad de biomasa, o de energía producida por unidad de tiempo en cada nivel trófico. Se expresa en Kg/m2/año o Kcal/m2/año. 

 

FLUJO DE ENERGÍA Y CICLO DE LA MATERIA EN LOS ECOSISTEMAS

La dinámica de los ecosistemas está definida por los intercambios de materia y energía. Sin embargo, mientras la materia forma ciclos cerrados, los llamados ciclos biogeoquímicos, la energía fluye y es utilizada en los distintos niveles del ecosistema desde su fuente original, la energía del sol, hasta que se pierde en forma de calor.

La radiación solar que llega a la superficie terrestre no es transformada en su totalidad hacia energía química acumulada por los productores, de hecho se estima que sólo se fija menos de un 1%. A partir de aquí, esta energía fluye desde productores a consumidores primarios, secundarios, terciaros y descomponedores, pero a diferencia del paso de la materia, en el camino la energía se va disipando como calor y perdiendo por la respiración.

La eficiencia ecológica es la cantidad de energía que se transfiere de un nivel trófico al siguiente en relación con la que le llegó a él. También se usa con la cantidad de biomasa transferida. En la mayoría de los ecosistemas se ha estimado que la eficiencia ecológica es de un 10% en cada nivel, si bien es variable en distintos ecosistemas, aunque en general se puede aplicar la llamada regla del 10%.

Este flujo de energía en la cadena trófica se caracteriza por:

  • Es unidireccional y abierto, de modo que necesita de un aporte de energía exterior.
  • En cada nivel al que ascendemos, hay mayores requerimientos para respiración celular y se produce una disminución de energía disponible, por pérdidas de actividad metabólica, sobre todo en animales más complejos.
  • Una gran parte de la energía disponible en cada nivel no se utiliza y se acumula como residuos orgánicos o sedimentos marinos.

El flujo de la energía determina los procesos vitales de los organismos, pero además de energía, existen una serie de elementos químicos imprescindibles para que estos procesos puedan ocurrir, se conocen como elementos biolimitantes, y son imprescindibles para la vida.

Estos intercambios de elementos químicos ocurren de forma cíclica en los ecosistemas: los seres vivos los incorporan como nutrientes para posteriormente ser devueltos al medio ya sea como productos de desecho o tras su muerte, por la acción de los descomponedores. Por esta razón se conocen como ciclos biogeoquímicos. Los más importantes son los del carbono, nitrógeno y fósforo.