domingo, 21 de abril de 2013

EXAMEN DEL 2DO PARCIAL DE ECOLOGIA -AUTOECOLOGIA

INSTRUCCIÓN:
1. REALIZAR LA LECTURA DEL MATERIAL
2. SACAR UN BREVE RESUMEN DEL MISMO
3. ESTABLECER UN MAPA CONCEPTUAL DE CADA TEMA
4. REALIZAR UN CUESTIONARIO (10 PREGUNTAS CON RESPUESTAS) TODO PARA ENTREGAR


I. AUTOECOLOGÍA
La autoecología es el escalón más básico de la ecología que estudia las especies en relación al eslabón superior. Se encarga del estudio de las adaptaciones de una especie a los factores abióticos.
La adaptación consiste en la existencia o posesión de características fisiológicas, morfológicas y etológicas que son adecuadas para que una especie sobreviva bajo las condiciones abióticas o bióticas en que vive. Suelen ser comunes paralos miembros de una población, heredados de los progenitores y por lo tanto pueden ser transmitidos. La evolución puede propiciar:
·         Órganos homólogos: dos especies distintas que tienen órganos con estructura semejante e igual origen embrionario a pesar de que presentan diferencias en su función.
·         Órganos análogos: organos de especies distintas con morfología semejante y función semejante pero origen embrionario diferente, esto es evolución convergente.

EVOLUCIÓN
Darwin para su teoría de la evolución se basó en diferentes pruebas geográficas:
·         Las especies tienen una distribución discontínua dentro de una misma región y se encuentran aisladas en lugares aislados de condiciones semejantes.
·         Para cada región hay fauna y flora exclusivas pero se pueden hacer analogías.
·         Los fósiles representan especies existentes y ahora extinguidas cosa que nos indica una sucesión en la fauna y en la flora.
Darwin y Wallace enunciaron la teoría de la evolución basada en la selección natural de manera que el ambiente afectaba a la supervivencia de los individuos, sólo sobrevivían los mejor adaptados y con mayor capacidad de reproducirse.
Los factores que afectan a la distribución y abundancia de las especies son:
·         Historia
·         Recursos que necesita
·         Tasas independientes de mortalidad, natalidad y emigración.
·         Interacciones intra- e interespecíficas.
·         Efectos de las condiciones ambientales.
Estos factores pueden resumirse como factores ecológicos (factores que actúan sobre los seres vivos) y que a su vez se separan en abióticos y bióticos. Los factores abióticos son independientes de la densidad de la población y son climáticos, edáficos y químicos. Los bióticos dependen de la densidad de la población y son la predación y la competencia.
FACTORES LIMITANTES
Liebig definió la Ley del mínimo : El crecimiento de vegetales está determinado por el elemento cuya concentración es inferior a un valor mínimo por debajo del cual aquel se detiene.
Shelford definió la Ley de la tolerancia : Todo ser vivo presenta ante los diferentes factores ambientales unos límites en los que puede vivir, tanto superiores como inferiores entre los cuales se sitúa su óptimo ecológico.
Los factores ecológicos pueden ser condiciones o recursos.
CONDICIONES AMBIENTALES
Es un factor ambiental abiótico que varía en el tiempo y en el espacio al que los organismos responden de modos distintos. Pueden ser modificadas por otros organismos pero no pueden ser agotados ni consumidos.
Por ejemplo son la temperatura, la humedad relativa, el ph, la salinidad, la velocidad de la corriente, la concentración de contaminantes.
Existe un nivel óptimo de una condiciónm para una especie: permite una respuesta adecuada de las especies. Los valores superiores o inferiores a ese nivel hacen que la especie muestre undescenso en la actividad biológica. Los efectos se suelen medir sobre las tasas de crecimiento, reproducción, respiración y supervivencia habiendo rangos de esa condición.
RECURSOS
Es todo aquello consumido por un organismo. Las cantidades del medio pueden ser reducidas por la actividad de un organismo. Un ejemplo de ésto son:
·         La materia que constituye el cuerpo: iones y moléculas orgánicas.
·         Energía que interviene en sus actividades como la luz o radiación
·         Espacios en que se desarrollan sus ciclos vitales.
Un determinado factor puede actuar como recurso o condición según el tipo de organismo.
II. LA TEMPERATURA: BIOMAS Y ESPECIES
La temperatura es una manifestación de la Energía calorífica. Ésta se puede medir en intensidad siendo la temperatura y en cantidad siendo el calor (cal/g).
Una caloría es la cantidad de calor necesario para pasar un gramo de agua de 14,5 ºC a 15,5 ºC a una atmósfera de presión.
1 cal = 4,1855 J = 4,1855 · 10 (7) ergios
La fusión de un gramo de hielo a 0ºC y una atmósfera se produce a 79,7 cal ( T ª constante). Un gramo de agua a 100 ºC y una atm se convierte en vapor absorbiendo 540 cal a T ª constante.
La temperatura es un factor limitante que cumple las dos leyes: tolerancia y mínimo.
La temperatura de la tierra proviene del sol y del interior de la Tierra en forma de calor empírico (fuentes termales, vulcanismo, fermentaciones) y reacciones nucleares.
La temperatura tampoco es igual en todos lados, depende de la circulación atmosférica y oceánica. Las áreas con mayor rango de temperatura son los continentes por cada 100 metros la temperatura puede variar entre 0,4 y 0,7 ºC, aunque puede variar en función de la humedad relativa porque el agua absorbe el calor, así las zonas húmedas tienden a no perder calor es lo que se conoce como GRADIENTE ADIABÁTICO.
Las variaciones de temperatura se producen en función de:
·         Altitud
·         Latitud
·         Grado de continentalidad
·         Estaciones
·         Efectos microclimáticos
·         Profundidad
La temperatura influye en la distribución de los organismos. Existe una norma de que a medida que aumenta la temperatura aumentan las actividades pero a partir de una cierta temperatura se dan límites subletales. La temperatura multiplica por un factor de 2-4 las reacciones. El límite superior produce la desnaturalización de las proteínas, aunque algunos organismos pueden llegar a vivir a 110 ºC. El límite inferior es la congelación del agua, se evita con anticongelantes en el fluido corporal.
Vivir en el límite implica un gasto de energía pero poca competencia. Para esto se necesitan adaptaciones considerables para poder sobrevivir.
A bajas temperaturas, viven determinados protozoos en estado latente siempre y cuando estén deshidratados ya que después se rehidratan. Si el agua cristaliza rápidamente (5 grados/min) los cristales son más pequeños y más plásticos con lo no rompen los tejidos. Si cristaliza lentamente (grado/min) los cristales son grandes y rompen los tejidos.
El agua sólida modifica el pH con lo que puede haber desnaturalización de proteínas con lo que la supervivencia depende de la cantidad de agua líquida para mantener el mínimo de electrolitos que no alteren el pH. Para ello muchos insectos tienen glicerol (anticongelante) en la hemolinfa.
La vegetación también puede estar adaptada a bajas temperaturas recubriendo las yemas.
Si la temperatura es elevada se produce la deshidratación y la desnaturalización de proteínas y enzimas. Si analizamos proteínas importantes como la hemoglobina para organismos distintos que viven en distintos ambientes tienen resistencias distintas. La selección natural actúa sobre las proteínas seleccionando a los individuos que presentan mayor resistencia a la desnaturalización.
Temperaturas letales son aquellas en los que los organismos no pueden sobrevivir. Así diferentes organismos tienen diferentes grados de adaptación.
La temperatura influye en las catenas que son formas de distribución de las especies y comunidades en zonas concretas como la ladera de una montaña. También influye en la disposición de los biomas junto con las precipitaciones. Los biomas son unidades biológicas que ocupan grandes extensiones y son más o menos homogéneos.
TUNDRA
Por encima de los 70 º N. Son nieves perpétuas que alcanzan su temperatura máxima en verano que no sobrepasa los 10 ºC. El suelo está permanentemente congelado con una capa permafrost que no permite el desarrollo de raíces. Dominan los musgos y los líquenes, tienen dos estaciones: cortos veranos y largos inviernos. En verano se producen ciertos deshielos que producen charcos donde pueden reunirse insectos. Los herbívoros son lemings, alces, liebres árticas y los depredadores son el búho nival, zorro ártico.
TAIGA
Alrededor de los 60 º N. Es el bosque de coníferas, especies de hoja acicular que soportan fríos. Hay un sotobosque de arbustos y turberas de musgo. La fauna es la misma que en la tundra. Se producen grandes migraciones procedentes de la tundra en invierno.
BOSQUE CADUCIFOLIO
Se da en las latitudes medias. Es clima oceánico con cierta regulación térmica. Se dan árboles caducifolios como robles, hayas y castaños. Producen mucho humus cuando caen las hojas. En la primavera surgen especies herbáceas antes que las hojas de los árboles tapen la luz.
ESTEPAS Y SABANAS
Están en el interior de los continentes y les corresponde un clima continental. Se dan entonces extremos de temperatura. Dominan los estratos herbáceos. En la estepa la latitud es similar a la de los bosques caducifolios y hay veranos calurosos e inviernos fríos mientras que en la sabana hay una estación seca y otra lluviosa y los inviernos y veranos están más solapados. Están los grandes mamíferos.
BOSQUE MEDITERRÁNEO
Se da en las regiones templadas de baja pluviosidad, con inviernos suaves y veranos calurosos. Hay un estrato herbáceo, otro arbustivo conocido como maquia o matorral o chaparral y arbóreo de encinar y carrascal. Cuando el bosque es cerrado hay poco estrato herbáceo y sí lianas.
SELVA TROPICAL
Es muy lluviosa y muy cálida. Hay una gran diversidad y hay tres estratos arbóreos y uno arbustivo. También se encuentra el estrato epífito y lianoide. Los animales se pueden separar por el estrato en que viven.
DESIERTOS
Hay una ausencia de precipitaciones, por debajo de 125 mm y más de 40 ºC durante el día y durante la noche menos de 0 ºC. La vegetación es escasa siendo la que hay xerófitos. Están adaptadas para hacer mínima la pérdida de agua y absorber el rocío, tienen también grandes raíces. La fauna también está adaptada presentando una piel dura para evitar la transpiración y una orina muy concentrada.
MEDIO ACUÁTICO
La temperatura también influye. Se dan movimientos de agua en función de las estaciones que se dan en función de la temperatura. En invierno la temperatura se estratifica. En un lago hay una capa congelada, otra de 2 ºC y las demás de 4 ºC. En primavera debido al viento la temperatura se unifica por la turbulencia del agua. En verano las temperaturas son altas y en otoño se unifica la temperatura. Los organismos tienen que adaptarse a estas modificaciones.
En el mar ocurre algo similar pero el agua no llega a congelarse.
ORGANISMOS Y TEMPERATURA
La forma de los organismo está determinada en parte por la temperatura. Por ejemplo en la tundra no hay árboles, porque exponer el cuerpo en altura es peor, cuanto más alto más frio, además las temporadas frías son más largas y se necesitan especies que crezcan rápidamente. Las plantas no se mueven y tienen que adaptarse a las condiciones. Los animales pueden buscar las zonas con mejor temperatura.
Aclimatación : los animales se adaptan a unas determinadas temperaturas durante cierto tiempo. En el caso de musgos, a temperaturas más bajas, crecen más pero en temperaturas más altas crecen menos; pero si están criados a temperaturas mayores crecen más. Hay una respuesta posterior a como ha sido criado el individuo. Cuanto más se aumenta la temperatura más aumenta la velocidad de los cambios y a menor tamaño más velocidad. La aclimatación se produce en determinados momentos e incluso una reclimatación.
Hay dos grandes bloques de organismos en relación a la temperatura: sangre fría y sangre caliente. Otras clasificaciones son homeotermos o endotermos y poiquilitermos o ectotermos.
Otra clasificación más general es entre estenotermos y euritermos que se basa en el rango de temperatura en que viven.
·         POIQUILOTERMOS O ECTOTERMOS: Integran la temperatura que les llega del exterior, poseen un control sobre su T ª interna menos eficaz que los homeotermos.
·         HOMEOTERMOS O ENDOTERMOS: Regulan su temperatura mediante la producción de calor, son capaces de mantener una temperatura corporal constante, necesitan consumir mucha energía y por tanto mucho alimento.
·         ESTENOTERMOS: Seleccionan mucho la temperatura a la que viven, viven en rangos muy pequeños a los que están muy bien adaptados.
·         EURITERMOS: Seleccionan muy poco la temperatura, son capaces de vivir en un amplio rango de temperaturas.
ACLIMATACIÓN Y HOMEOTERMOS
Los homeotermos mantienen su temperatura independientemente del exterior. A medida que la temperatura aumenta disminuye el consumo de oxígeno, hay una zona neutra que es el rango de temperaturas preferidas.
Cuando las temperaturas son muy bajas los homeotermos pueden disminuir su temperatura y su actividad bajo mínimos (hibernación) pero no puede hacerse indefinidamente. Otra estrategia es el aislamiento de la zona exterior con plumas, pelos y capas de grasa.
Los ectotermos tienen una estrategia de bajo coste y los endotermos en su temperatura óptima también pero crece mucho cuando se sale de ella. Ambos tienen temperaturas letales inferiores y superiores.
MECANISMOS DE REGULACIÓN EN LOS ENDOTERMOS: RELACIONES SUPERFICIE/VOLUMEN
REGLA DE BERGMANN Los animales con una vasta distribución con más grandes en las zonas frías. Porque la superficie tiene que cubrirse de pelos, pero los animales más pequeños tienen relativamente más piel que los grandes y pierden más calor.
REGLA DE ALLEN: Los endodermos de los climas más frios poseen extremidades más cortas. En este caso la explicación también es la de tener menor superficie en relación a volumen del cuerpo y así reducir la pérdida de calor.
REGLA DE GLOBER: Un organismo oscuro absorbe más radiación que uno claro. Sin embargo, el color blanco es una adaptación defensiva en la nieve y reduce las pérdidas por radiación.
III. LA RADIACIÓN COMO UN RECURSO.
Un recurso se consume y los recursos pueden ser fuente de energía o de materia, en este caso, la radiación es una fuente de energía casi imprescindible (dorsales oceánicas en las que no hay luz pero sí ecosistemas).
La atmósfera actúa como los microcosmos, como un sistema cerrado para la materia pero abierto para la energía. Así hay un ciclo de nutrientes y otro de energía.
La atmósfera recibe la radiación procedente del sol de la que el 42% es la luz visible. Su longitud de onda es de entre 360 y 760 nm. Está formada por cuantos que tienen la energía necesaria para ser captada con eficacia y precisión en las estructuras vivas. Los pigmentos de los cloroplastos absorben radiaciones de este rango de longitud de onda. Se habla de la radiación fotosintéticamente activa o PAR con un intervalo de 400 a 700 nm.
La radiación de onda corta 290-360 nm o ultravioleta UV lleva mucha energía y altera las estructuras vivas.
La radiación de onda larga 760-3000 nm o infrarroja IR es percibida como calor por los vertebrados, llevan poca energía y aceleran reacciones químicas de forma inespecífica.
El ciclo de la materia es:
PRODUCTORES ----ALMACENAMIENTO-----CONSUMIDORES----ALMACENAMIENTO----PRODUCTORES
Aunque si hablamos del carbono hay que tener en cuenta que una parte vuelve a la atmósfera.
Toda la energía que entra en la Biosfera es utilizada, pero en última instancia se tiene que devolver, como por ejemplo por calor aunque hay partes de la energía que se absorben y se convierten en calor así la longitud de onda que se absorbe es menor que la que se devuelve.
UNIDADES
La radiación se expresa como unidades de potencia y de energía.
Caloría-gramo: es la cantidad de energía necesaría para elevar la temperatura de de un gramo de agua un grado.
1 cal = 4, 1855 J = 4,1855 · 10 (7) ergios
La energía que alcanza las capas altas de la atmósfera es de: 1, 99 cal·cm(-2)·min(-1) y se denomina constante solar.
Se puede expresar en:
·         1,99 ly min(-1) ( 1 langley = 1 cal · cm (-2))
·         139 mW cm(-2) 1 vatio = 1 J·s(-1)
En la zona visible 1W= 4, 15 micromoles de quanta·s(-1) = 4,15 microeinsteins·s(-1)
Se puede calcular la cantidad de radiación que llega a la Tierra y eso se hace relacionandolo con el área de la esfera. La radiación que se emite por las zonas más polares es mayor que la que llega a ellas y al revés.
El 30 % de la energía solar que llega se va con la reflexión directa, el 47% se convierte directamente en calor, y el 23% hace que funcione la maquinaria de las distintas corrientes fluidas y el 0,023 % interviene en la fotosíntesis.
Hay otras fuentes de energía que provienen del interior de la tierra como son los combustibles fósiles, la energía gravitatoria, térmica y nuclear.
La energía puede ser re-emitida en forma de radiación infrarroja, calor latente, calor sensible, puede ser recuperada por regreso desde la troposfera. También hay una pequeña parte que es absorbida por el ozono estratosférico, otra mayor lo es por el vapor de agua en la troposfera, otra aun mayor es interceptada por las nubes de manera que la pueden reflejar, absorber o ser atravesadas. Otra parte aún mayor, prosigue hacia el suelo que antes de llegar se pierden partes en ser devueltas por retrodispersión, se difunde, son devueltas en la superficie.
El suelo absorbe 22 unidades por radiación directa y 25 por radiación difusa, otras 22 se quedan en la troposfera y 3 en la estratosfera y se devuelven 28.
ESPECTROS DE RADIACIÓN SOLAR Y FORMAS DE MEDIRLA
El espectro es la distribución en las diferentes frecuencias de la radiación emitida por el sol. La Tierra recibe radiación de onda corta y la emite en forma de onda más larga (calor), parte de ella queda absorbida por el vapor de agua de la atmósfera.
El PAR se mide mediante el ceptómetro, un aparato que permite una medida rápida de la luz que llega a un determinado lugar.
La radiación ultravioleta provoca la formación y destrucción del ozono sobre todo en la estratosfera:
O2 + hv -----------> O + O
O2 + O ------------> O3 +O
O3 + hv ------------> O + O2
O + O3 -------------> O2 + O2
La absorción de la radiación ultravioleta calienta la estratosfera.
El agua de la atmósfera en forma de vapor y gotitas en las nubes, absorben parte de la radiación a partir de los 800 nm.
La radciación infrarroja es muy absorbida por el dióxido de carbono.
El agua absorbe luz y en general todos los medios fluidos por lo que la luz llega atenuada. Para medirlo se utiliza el disco de Secchi.
PERFILES DE EXTINCIÓN DE LA LUZ
En condiciones favorables, sólo 3/4 partes de la radiación que llega a las partes altas de la atmósfera llega al nivel del mar.
La ley de extinción de Lambert-Beer:
Is = Io · e (-u·m)
donde Is es la intensidad en la superficie del suelo, Io es la intensidad en la superficie de la atmósfera, u es el coeficiente de extinción de la radiación atravesar la atmósfera verticalmente, m es la relación entre el espesor de la atmósfera si el sol está situado exactamente en la vertical de un punto de la Tierra y el espesor en el momento considerado.
Medio acuoso: Iz = Io· e (-u·z), z = profundidad
Bajo la cubierta vegetal: Iz = Io· e (-u·LAI), LAI = es la cantidad de hojas totales y su relación con la superficie del suelo.
Dependiendo de la intensidad del estrato se extinguirá o no la luz en un bosque. La cantidad de radiación fotosintéticamente activa no es muy alta y la eficiencia de la fotosíntesis no es alta.
Los índices foliares están entre: 0 y 6: entre 0 y 6 metros cuadrados de hoja por metro cuadrado de suelo. Cuanto mayor es el LAI menor radiación lumínica podemos encontrar. Sí que hay una gran absorción que no sólo depende del tipo de luz sino también de la estructura de la propia planta.
ENERGÍA ENDOSTOMÁTICA
La energía endostomática es la necesaria para el metabolismo, en el caso del hombre equivale a una bombilla de 120 w.
Los valores calóricos de la materia orgánica varían bastante: la rica en hidratos de carbono es de 4 Kcal/g más o menos y las grasas 9 Kcal/g.
Si se toman 4,5 Kcal/g en materia orgánica y se toma el 42 % como valor del contenido en carbono el equivalente es de 9,2 Kcal/g.
La producción media so 300 g/m2Caño. Y un 7,4 · 10 (17) kcal/año.
ENERGÍA EXOSTOMÁTICA
En los ecosistemas acuáticos se precisa energía para devolver a la superficie iluminada los nutrientes que tienden a perderse en profundidad. En los terrestres el viento incrementa las pérdidas de agua y favorece la absorción de dióxido de carbono al renovar el aire en conatcto con las hojas.
En la especie humana se usa en iluminación, transporte, calefacción, refrigeración...
Las sociedades más desarrolladas tienen mayor energía exostomática que los menos desarrollados y es 100 veces la endostomática.
IV. SALINIDAD
La salinidad de las aguas influye en la distribución de los organismos, habiendo organismos homeostásicos y poiquilostáticos (se adaptan a las condiciones externas).
La salinidad es la cantidad de resíduo sólido por unidad de peso de agua. La mayor parte del resíduo suele ser inorgánico.
En el agua de mar la composición y concentración suele ser bastante constante, pero en la superficie y sobre todo en las zonas de los polos (polo sur fundamentalmente), puede variar debido a una mayor evaporación que varía la concentración de sales aunque en una pequeña cantidad. Las aguas marinas son mucho más constantes en la cantidad de sales y en su proporción. El agua de mar es más salada debido a los caparazones de diatomeas y demás que son muy abundantes y están compuestos de sales que se disuelven. La concentración de elementos mayoritarios es del 20 a 0,1 g/litro.
Hay dos elementos que lo constituyen: los de proporción constante que son los elementos mayoritarios y los de proporción variable que son los elementos minoritarios.
Los elementos de proporción constante son el cloro y el sodio por ejemplo, en el agua de mar la salinidad es del 35 por mil (35 g/Kg de agua) que equivale a un 19 por mil de clorinidad. Son importantes para explicar adaptaciones y tienen gran influencia en la presión osmótica.
Los elementos de proporción variable son los nutrientes como nitratos, fosfatos que varían mucho de un lugar a otro. Se miden en partes por mil millones. Su importancia radica en que explica la distribución y los ciclos de los organismos.
Las aguas dulces continentales tienen una composición heterogénea. El agua de lluvia se incluye aquí y su concentración en sales es bastante menor que la del mar por lo que se suele medir en mg/Kg o litro.
En los países de cubierta vegetal pobre, la roca madre tiene gran influencia en la composición del agua, mientras que en los países de suelos maduros y vegetación avanzada en la sucesión la composición depende del clima y la vegetación.
Las aguas dulces se caracterizan por tener menos de 0,2 g/1000 o menos de 200 mg/1000 de clorinidad. En los ríos hay de 5 a 12 mg/l de clorinidad y de 60 a 180 mg/l de sales.
Las aguas salobres son mezclas de las aguas de mar y las aguas dulces. Suele estar entre 17 g/l de cloro y 0,2 g/l de cloro. En función de ésto se pueden clasificar en:
·         Oligohialina: 0,2 a 2
·         Mesohialina: 2 a 10
·         Polihialina: 10 a 17
Hay zonas en las que la evaporación es más importante que el aporte de los ríos y se acumula gran cantidad de sal, siendo la concentración bastante superior a la del mar, es decir, mayor de 75 g/l, como en el mar Muerto que es de 276 g/l. Son aguas atalasohalinas.
PRESIÓN OSMÓTICA
Los seres vivos están sometidos a la tendencia del agua a pasar a zonas de mayor concentración. El lado que pierde agua es hipotónico, el que gana es el hipertónico y si ambos están en equilibrio, son isotónicos.
Hay organismos que son excepciones como los procariotas que tienen un citoplasma denso y no tienen vacuolas con lo que los problemas osmóticos son mínimos.
Muchos organismos vivos tienen un plasma con vacuolas, que son sistemas coloidales rodeados de membranas permeables. Las membranas biológicas son selectivas con las moléculas que dejan pasar a su través gracias a los bombeos selectivos. Pero están sometidas a tensión por ósmosis.
La salinidad es una condición ambiental que influye en la distribución, la abundancia y el desarrollo de los organismos. Distintas especies del mismo género toleran de forma diferente la concentración de sal. Los valores extremos pueden ser más importantes que los medios.
La variación diaria y estacional de la salinidad puede ser grande en determinados ambientos y condiciona la existencia de especies eurihialinas como es el caso de las aguas salobres. (los eurihialinos pueden moverse entre medios). La tendencia del agua es a pasar hacia el interior de los organismos. Los organismos son hipertónicos y tienden a bombear agua hacia el exterior. Cuando por mutación se pierden las vacuolas pulsátiles, la especie queda confinada a medios con presión osmótica fuerte.
En el mar la mayoría de los organismos son isotónicos, incluso lo son algunos peces como los elasmobranquios en su sangre tienen una concentración en urea similar a la del agua.
En el mar abierto los organismos suelen ser poiquilosmóticos y estenohialinos que viven en en una salinidad de entre 34 y 37 por mil. Tienden a tener la presión osmótica del medio por eso se encuentran en medios donde ésta varía muy poco como el medio marino.Otros como esponjas, poliquetos han podido invadir las aguas dulces al desarrollar la capacidad de regular su presión osmótica.
Existen muchos hipótonicos en ambientes marinos y terrestres, en los que el agua tiende a salir de ellos, por tanto tienen que regular la salidad del agua interior por un proceso biológico y con coste metabólico que es concentrar sales en su interior. También pueden hacer como los peces teleósteos que en el mar absorben selectivamente el agua y excretan cloruros por las branquias y entonces son hipótonicos ya que la concentración en la sangre es la mitad de la del agua de mar; y en los medios dulces son hipertónicos y producen una orina muy diluida.
En el medio terrestre también es importante sobre todo para las plantas. Aquellas plantas que pueden vivir en rangos muy extremos de salinidad son las halófitas.
V. EL pH
El pH es el logaritmo de la inversa de la concentración de iones de hidrógeno. Y mide la condición llamada acidez.
Una propiedad importante es que el producto de las concentraciones iónicas de H+ y OH- varía con la temperatura siendo 10 (-14) a 24 ºC.
El logaritmo del inverso es 14 que es la suma del pH más el pOH. En la neutralidad ambas concentraciones son iguales por lo que el pH vale 7. El pH disminuye conforme aumenta la temperatura y también conforme aumenta la profundidad, en este caso disminuye 0,25 por cada 1000 metros.
El pH se mide comparando el color que resulta usando indicadores con el que se obtien con soluciones de pH conocido como bórax y ácido bórico. También se mide el potencial del electrodo de hidrógeno que miden la actividad de los iones.
En aguas dulce el pH oscila desde 6,5 hasta 8,7; en lagos alcalinos con carbonato sódico es mayor de 9; cuando existen ácidos sulfúrico, húmicos se da hasta un pH de 3 (en suelos ricos en SH 2 ). En el mar es donde se da la menor variación de pH de 8 a 8,3 debido a que está muy tamponada. En cubetas con fotosíntesis intensa se da un pH de casi 9. Y en aguas profundas con un gran consumo de oxígeno y producción de dióxido de carbono se da desde 7,6 hasta 7,9. La profundidad del océano está saturada con dióxido de carbono respecto a la superficie por su aislamiento y el acúmulo progresivo de la respiración. Las aguas profundas están infrasaturadas de dióxido de carbono.
La alcalinidad de las aguas se valora con un ácido fuerte como el clorhídrico 0,01 N. A pH 8,3 vira la fenolftaleína en la alcalinidad debida al OH- y al CO 3 -2. A pH 4,5-5 vira el anaranjado de metilo con el que se valora el HCO 3 -.
Las aguas muy puras están sometidas a fuertes oscilaciones del pH porque tienen una pequeña alcalinidad, es decir, una baja capacidad de combinación de ácidos.
Las aguas con una reserva alcalina muy fuerte o moderada mantienen su pH entre 7 y 8, y es el caso de las aguas marinas.
La actividad biológica está adaptada fundamentalmente a pH neutro. Determinados tipos de suelo son peores para el aporte de nutrientes que otros. Por ejemplo en los suelos calizos que tienen un pH básico, existen problemas con el hierro ya que a este pH precipita y no se puede absorber por las raíces. Los organismos se mueven entre rangos de pH, hay unos adaptados al ácido, otros al básico...
EL EQUILIBRIO CARBÓNICO-CARBONATOS
El dióxido de carbono está en baja concentración en la atmósfera y es muy soluble en agua, forma ácido carbónico que puede disociarse en carbonatos y bicarbonatos. El equilibrio entre las formas puede escribirse como:
CO 2 + H 2 O <--------> H 2 CO 3 <---------> HCO 3 - + H+ <--------> CO 3 2- + 2H+
El 99% es dióxido de carbono libre que se comporta como un gas, pero a pH 6,5 la mitad es bicarbonato y el resto carbónico. Hacia pH 8,46 deja de haber carbónico y a pH 10,5 la mitad es carbonato y la otra mitad bicarbonato.
Este sistema amortigua la concentración de hidrogeniones. La respiración aumenta la concentración de dióxido de carbono y hace que parte del carbonato pase a bicarbonato.
Si por la actividad de los vegetales se elimina dióxido de carbono, parte del bicarbonato pasa a carbonato y precipita carbonato cálcico.
En las medidas de producción primaria es de fundamental importancia conocer la concentración de carbono inorgánico en un agua. En el caso del agua dulce, hasta un pH de 8 no hay cantidad apreciable de carbonato, de manera que se puede suponer que la alcalinidad está neutralizada totalmente por bicarbonato.
La alcalinidad para un determinado pH aumenta conforme aumenta la concentración total de carbono inorgánico.
EFECTO DEL pH Y FACTORES DERIVADOS SOBRE LOS ORGANISMOS
pH menores de 3 o mayores de 9 pueden considerarse tóxicos para el protoplasma de plantas vasculares debido a las concentraciones de iones H+ y OH- respectivamente.
pH de 1,8 a 5 hacen perecer a los organismos acuáticos, pero son raros en la naturaleza. Aunque algunos organismos como las algas desmidiáceas están muy bien adaptados a medios ácidos y existen muchas especies.
Indirectamente afectan a la concentración de tóxicos sobre todo si el pH es bajo como Al +3, Mn +2 y Fe +3.
En los suelos alcalinos pueden quedar inmovilizados los nutrientes como Mn +2, Fe +3 o los fosfatos.
Entre los efectos que provoca en los animales acuáticos están trastornos de regulación osmótica, intercambio gaseoso, incremento de metales pesados en disolución...
Las bacterias prefieren aguas más alcalinas y los hongos aguas más ácidas. Las cianofíceas desaparecen prácticamente a pH menor de 4.
VI. EL POTENCIAL REDOX
El potencial redox es una medida de la actividad de los electrones. Está relacionado con el pH y con el contenido de oxígeno. Es análogo al pH ya que el pH mide la actividad de protones y el potencial redox mide la de los electrones.
El potencial redox se calcula como:
Eh = 1, 234 - 0,058 pH + 0,0145 log (10) Po, siendo Po la presión parcial de oxígeno expresada en atmósferas.
En las aguas si el oxígeno está en equilibrio con el atmosférico y el pH es de 7, el valor es de + 0, 86 mv a 0 ºC y de + 0,80 mv a 25 ºC. En las aguas dulces y marinas raramente baja de + 0,3 mv excepto cuando hay gran escasez de oxígeno.
En el perfil del sedimento marino se aprecian tres zonas distinguibles por el color: la zona oxidada de color amarillo y cuyo potencial redox es de más de 200 mv, la discontinuidad de redox de color gris con potencial entre 0 y 200 mv y la zona reducida con potencial negativo. El oxígeno, dióxido de carbono y nitrato son reemplazados por el sulfuro de hidrógeno, metano y amoniaco en los sedimentos reducidos. El ión férrico pasa a ión ferroso en al discontinuidad de redox y en la zona reducida.
Hay límites en los que la vida no puede desarrollarse en el potencial redox. Pero también hay zonas intermedias en las que los organismos utilizan unos pares redox u otros.
En los suelos encharcados hay problemas para la difusión del oxígeno, el sulfhídrico y el metano se producen en ambientes reductores como pantanos a grandes profundidades.
En los potenciales oxidantes la materia tiende a oxidarse y descomponerse y en reductores tiende a reducirse. La sustancia con potencial de reducción más negativo es la que se oxida. Por ello es importante conocer los valores normales de los potenciales redox. Hay distintos medios acuáticos debido a ésto: el agua ácida de minas es muy oxidante, el agua atmosférica,, el agua de río y la de mar también, en un punto intermedio están las aguas pantanosas y el agua subterránea, y como las más reductoras están el agua de suelos inundados y el agua en contacto con sedimentos marinos reductores.
En zonas someras es donde mayor variación del potencial de reducción hay. El agua marina es reductora a un pH de 8 y las aguas subterráneas tienen concentraciones de carbonatos que desvína el pH.
El oxígeno se difunde mal en aguas completamente quietas pero en los ecosistemas suele haber viento y hay oxígeno que puede provenir de plantas fotosintéticas. De día y debido a la fotosíntesis, en las capas más próximas a la superficie, se produce una pérdida de oxígeno hacia la atmósfera ya que se supera la saturación de oxígeno, en las profundidades el oxígeno disminuye debido a las bacterias, animales y materia orgánica en sedimentación; de noche se produce un paso limitado de oxígeno desde la atmósfera al agua y es consumido por la respiración y las bacterias. Así se da una situación en la que el agua está estratificada. Cuando hay un agua turbulenta, se produce un paso acelerado del oxígeno al agua y se produce una mezcla que uniformiza el gradiente vertical de oxígeno.
En la respiración aeróbica, el aceptor último de electrones es el oxígeno que produce agua, en un medio anaeróbico se produce la oxidación anaeróbica en la que se reducen nitratos, sulfatos...
CICLO DEL AZUFRE
Primero se realiza la producción primaria por las plantas (biomasa) consumiendo sulfatos. Los siguientes pasos los realizan los seres vivos y los microorganismos especializados. Se produce la descomposición por microorganismos heterótrofos que da sulfuro de hidrógeno, y la excreción de animales que produce sulfatos. Las sulfobacterias incoloras, verdes y púrpuras pasan el sulfuro de hidrógeno a azufre y a sulfatos. El paso de sulfuro a sulfato se produce por bacterias oxidantes y al revés se produce por bacterias reductoras de azufre anaerobias. Todo esto se produce en pozas biológicamente disponibles en rápida circulación de agua y sedimentos someros. También hay pozas de flujo muy lento en sedimentos profundos en los que se produce disulfuro de hierro que forma el lodo negro anaerobio.
POTENCIAL REDOX COMO CONDICIÓN ECOLÓGICA.
En el sedimento del fondo de los ecosistemas acuáticos encontramos una zona superior oxidada y a medida que se agota el suministro de oxígeno en profundidad aparece una zona reducida. El potencial es positivo en la zona oxidada y negativo en la zona reducida o del sulfuro.
En la zona reducida la actividad microbiana recupera hacia arriba los nutrientes en forma de gases. La mayor parte de los animales del bentos están en la ozna oxigenada como son los poliquetos, lamelibranquios, copépodos, platelmintos, ciliados y nematodos.
La zona oxidada puede ser delgada y si el agua por encima del fondo se vacía de oxígeno la zona reducida se va extendiendo hacia arriba como ocurre en el mar Negro.
En la zona de transición existen bacterias quimiointéticas y fotosintéticas en el caso de que haya luz.
En la zona reducida sólo las bacterias anaerobias como las reductoras del sulfato y las del metano, protozoos anaerobios que se nutren de bacterias y algunos nematodos.
FOTOSÍNTESIS
En un agua estratificada sin oxígeno, con sulfhídrico y con un valor de potencial muy bajo, en la zona superior iluminada hay bacterias fotosintetizadoras que funcionan mediante el fotosistema I. El fotosistema I no puede utilizar agua como dador de electrones, la reducción del citocromo y la del NADP conducen a la reducción del dióxido de carbono.
Las bacterias que utilizan el hidrógeno como dador de electrones (libre o de la materia orgánica) y no descomponen el agua sólo tienen eun fotosistema similar al I.
En el fotosistema II se produce la oxidación del agua, la liberación de oxígeno a través de los correspondientes citocromos y del NADP conducen a la reducción del dióxido de carbono.
DESCOMPOSICIÓN
Cuando no hay oxígeno, la oxidación de la materia orgánica se hace a expensas de la reducción de otros compuestos: de sulfato a sulfito, de nitrato a nitrito. Si no hay compuestos a reducir se acumula materia orgánica en el sedimento.
VII. NICHO ECOLÓGICO Y EL HÁBITAT
Los organismos de cualquier especie sólo pueden sobrevivir, crecer, reproducirse y mantener una población viable dentro de ciertos límites de condiciones y recursos.
El nicho ecológico es un concepto, no un lugar físico. El lugar físico es el hábitat.
Se define como el hipervolumen de n dimensiones dentro del cual la especie puede mantener una población viable.
¿Qué quiere decir esto?
Esto quiere decir que dentro de un mismo hábitat como puede ser, por ejemplo, los árboles de un bosque existen diversos nichos ecológicos, sería la posición funcional o relacional que ocuparía una especie en un hábitat. Sería algo así como la profesión especializada que desempeña cada especie en un ecosistema: si son herbívoros las plantas de las que se alimentan, donde vive...
Por ejemplo, los ciervos ocupan el nicho ecológico de alimentarse del sotobosque y parte de los árboles, los pájaros que lo habitan pueden habitar el nicho ecológico de la copa de los árboles, y ocupan el mismo hábitat pero su nicho ecológico es diferente, su ecología es distinta: se alimentan de diferentes cosas, viven en diferentes partes del árbol,...
En una charca, estarían los invertebrados que viven entre los juncos, los invertebrados que viven en el fondo de las charcas como los tricópteros o frigáneas, o los que habitan la superficie. Dentro de la charca habría diferentes nichos ecológicos como puede verse enlos ejemplos mencionados.
Una especie puede alimentarse de otra que ocupa un nicho ecológico diferente (ejemplo, leones y cebras). También es posible que diferentes especies ocupen el mismo nicho ecológico.
¿Y el hábitat?
El hábitat se encuentra siempre que una localidad esté caracterizada por unas condiciones con límites aceptables para una determinada especie y con recursos necesarios, será apta potencialmente para su existencia y persistencia.
Depende de:
1.       La especie sea capaz de llegar: la capacidad de colonización y dispersión y la distancia de la fuente de diásporas.
2.       Interacciones con otras especies que afectan al volumen del nicho.
·         El nicho ecológico se divide en nicho fundamental y nicho efectivo.
·         El nicho fundamental depende de las potencialidades de la especie, es decir, depende de lo que sea capaz de alimentarse (por ejemplo) una especie.
·         El nicho efectivo es el conjunto de condiciones y recursos que permite a una especie el mantenimiento de una población viable incluso con depredadores y competidores.
VIII. ECOSISTEMAS MARINOS
EL OCÉANO
Los océanos cubren aproximadamente el 70% de la superficie terrestre. En ellos los factores físicos dominan la vida y son:
·         Corrientes
·         Olas
·         Salinidad
·         Temperatura
·         Intensidad de iluminación
·         Presión
·         Mareas
A pesar de esto las comunidades biológicas influyen en gran medida sobre la composición de los sedimentos del fondo, de los gases en disolución y los atmosféricos.
Las cadenas tróficas comienzan con los autótrofos ms pequeños y acaban con los animales ms grandes. Laoceanografía estudia la física, la química y la biología del mar y es muy importante como base de la cooperación internacional.
Principales estructuras geológicas en el medio oceánico o marino
Las dorsales oceánicas son líneas de contacto constructivo entre continentes actualmente separados.
La plataforma continental es la plataforma en declive que bordea los continentes. Contiene la mayor parte de riqueza de submarina de petróleo y minerales así como la mayoría del pescado y el marisco que se pesca. Son las zonas más productivas y son una fuente de proteínas y minerales para el hombre ya que se benefician de los nutrientes transportados por las corrientes hasta la zona eufótica, proceso llamado afloramiento. Las zonas más importantes de afloramiento son las de Perú y el Sáhara.
El talud continental es la pendiente que baja desde la plataforma continental hacia las profundidades oceánicas, en él la topografía es irregular con muchas crestas y cañones que cambian debido a las erupciones volcánicas.
También existen zonas de gran extensión descubiertas recientemente como son los cañones submarinos cuya estructura es muy similar a los cañones fluviales terrestres.
Hay fitoplancton debajo de cada metro cuadrado de océano y siempre existe algún tipo de vida que se extiende hasta las mayores profundidades. Así el mar es el ecosistema más grande y más grueso y el más diverso biológicamente hablando.
Las grandes extensiones profundas son semidesérticas con un considerable flujo de energía total debido a su extensión ya que tienen poca producción por unidad de área. En estas zonas la capa autótrofa es muy pequeña comparada con la heterótrofa y el suministro de nutrientes se agota fácilmente.
El océano actúa como regulador que ayuda a moderar los climas de los continentes ribereños y a mantener las concentraciones favorables de CO2 y O2 atmosféricos.
El mar es más importante como sistema sustentador de vida que como depósito de suministros.
Entre los océanos y los continentes hay una banda de diversos ecosistemas que no son zonas de transición simplemente aunque tengan características de ambos. Los factores físicos como la salinidad y la temperatura son más variables cerca de la costa. En esta región hay muchos alimentos y miles de especies adaptadas. Los tipos de ecosistemas costeros son: costas rocosas, playas de arena, zonas de fango intermareal y un estuario de marea dominado por marismas.
Un estuario es una zona de agua semicerrada como la desembocadura de un río o bahía costera, su salinidad es intermedia y la acción de las mareas es un importante regulador físico y suministro enérgetico. Los estuarios y las aguas marinas costeras son las zonas naturales más fértiles del mundo.
Hay tres tipos principales de autótrofos: fitoplancton, microflora bentónica (algas que viven sobre el fango, arenas, rocas o cuerpos y conchas de animales) y macroflora (grandes fanerógamas). Los estuarios funcionan como "guardería" o en inglésnursery, es decir, como lugar donde crecen rápidamente los organismos en sus primeras etapas, como los alevines de peces.
Los organismos han evolucionado para adaptarse al ciclo mareal. El estuario es una trampa de nutrientes debido a sus condiciones físicas y biológicas, es decir, posee una gran cantidad de nutrientes por la gran cantidad de sedimentos que arrivan a él. Tradicionalmente, se les ha dado un gran aprovechamiento desde el punto de vista pesquero y agrícola en las zonas circundantes.
LOS ECOSISTEMAS ACUÁTICOS

TORRENTES Y RÍOS
Los ríos proporcionan agua, transporte y un medio de deposición de resíduos. La superficie total que ocupan es pequeña pero son los ecosistemas más intensamente usados por el hombre.
Las características del río cambian desde su nacimiento hasta su desembocadura debido a que su tamaño y volumen de agua aumentan y porque cambia el metabolismo de la comunidad, la composición de especies y la diversidad de especies. Esta secuencia de cambios se llama contínuo fluvial.
Las corrientes de la cabecera son heterótrofas, es decir, la respiración excede a la producción. La comunidad biótica depende de la materia orgánica que llega procedente del lavado de la cuenca terrestre.
En el curso medio su lecho es más amplio y menos abrupto y se instalan autótrofos, como las algas de agua dulce y otrasplantas acuáticas que pueden llegar a ser muy abundantes. La diversidad de especies alcanza en este punto su máximo.
En el curso bajo el agua se enlentece y se hace fangosa, decreciendo la luz y la fotosíntesis en consecuencia. La corriente es heterótrofa con una reducida variedad de especies en los niveles tróficos.
Casi todos los grandes ríos están saturados por los residuos que emiten las aglomeraciones de su ribera debido a su uso como alcantarillas gratuitas. Es difícil hallar un río natural sea su tamaño el que sea.
Las aguas de corriente se dividen en dos tipos: corrientes en las que su lecho es erosionado y su fondo es firme (rápidos), y corrientes de sedimentación con el fondo compuesto de sedimentos sueltos (remansos). Las comunidades acuáticas son diferentes en las dos situaciones, en los remansos, se asemejan a las de las lagunas con un considerable desarrollo del fitoplancton y de especies de peces e insectos acuáticos; en los rápidos son formas más exclusivas y especializadas como larvas de frigáneas o "cargadores".
LAGOS Y LAGUNAS
La mayoría de cuencas con masas de agua dulce que conforman los ecosistemas lagunares son jóvenes. El tiempo de permanencia de las lagunas es variable y lo hace desde pocas semanas o meses en el caso de las pequeñas lagunas estacionales a varios cientos de años las mayores. Aunque unos pocos lagos sean antiguos, la mayoría datan del pleistoceno, y se espera que los ecosistemas de aguas continentales varíen con el tiempo de forma inversamente proporcional a su tamaño y profundidad. La discontinuidad geográfica favorecería la especiación si estuviesen más aislados en el tiempo. Así su diversidad de especies es baja.
Tienen distinta zonación y estratificación, se distingue la zona litoral con vegetación enraizada a lo largo de la orilla, zona limnética de aguas abiertas domiadas por el plancton y una zona profunda dominada por heterótrofos. Estas zonas equivalen a las del mar.
En las regiones templadas los lagos están térmicamente estratificados con una parte superior más cálida (epilimnión) que se aisla del hipolimnión (parte más inferior y fría), están separados por la termoclina que impide el intercambio de materiales. Debido a esto el intercambio de materiales es insuficiente, pero durante la primavera y el otoño, todas tienen la misma temperatura produciéndose la mezcla. A estas épocas le siguen explosiones de fitoplancton. En los climas cálidos se produce una vez al año, y en los trópicos la mezcla es un proceso gradual e irregular.
La producción primaria depende de varios factores:
·         Naturaleza química de la cuenca
·         Tipo de entradas desde tierra o afluentes
·         Profundidad
Los lagos someros son más fértiles con lo que la producción de peces suele ser inversamente proporcinal a la profundidad. Los lagos se clasifican en oligotróficos con poca comida y eutróficos con mucha comida.
El fenómeno conocido como eutrofización cultural o artificial se produce por el aporte de fertilizantes inorgánicos que aumentan las tasas de producción primaria, cambian la composición de la comunidad acuática con lo que los peces aptos para la pesca pueden desaparecer, el crecimiento de las algas puede llegar a ser tan elevado que interfiera en las actividades de natación, deportes náuticos y pesca, además, de darle al agua un sabor desagradable. Un lago biológicamente pobre es preferible a otro fértil desde el punto de vista del recreo y del consumo.
Con la construcción de lagunas y lagos artificiales el hombre ha cambiado el paisaje de aquellas zonas sin masas de agua, estas construcciones benefician al hombre y al paisaje ya que estabilizan los ciclos del agua y de los nutrientes, y la diversidad es favorecida. En ellos también se producen cambios debido a la sucesión ecológica como resultado de las actividades de la comunidad biótica (procesos autógenos) y como resultado de la llegada de sedimentos procedentes de la cuenca circundante (procesos alógenos). La pesca es abundante en los primeros años, pero decrece conforme llegan nutrientes en exceso transportados por las riadas y la masa de agua va envejeciendo.
ZONAS HÚMEDAS, CIÉNAGAS Y PANTANOS
La mayoría de los rasgos expuestos para los estuarios se pueden aplicar a las zonas húmedas siendo ambos ecosistemas fértiles por naturaleza.
Las marismas costeras están sometidas a la acción de las mareas con fluctuaciones periódicas del nivel del agua como resultado de las variaciones estacionales y anuales de las precipitaciones, cumpliendo ambos fenómenos las mismas funciones en términos de proporcionar un amplio rango en el grado de fertilidad y estabilidad. Los incendios de las estaciones secas consumen la materia orgánica acumulada de modo que se hace más oscura el agua de la laguna y se le añade una descomposición aeróbica ulterior que libera nutrientes solubles, incrementándose así la tasa de producción. Si no existenfluctuaciones del nivel del agua e incendios, la formación de sedimentos y turba (materia orgánica que no se descompone por vias aeróbicas) tiende a permitira la invasión de la vegetación terrestre leñosa.
En los lugares donde el hombre controla el nivel del agua, han de usarse herbicidas químicos o métodos mecánicos para que el área continúe siendo un auténtico ecosistemas adecuado para patos y otros organismos semiacuáticos. También son valiosos para el mantenimiento de acuíferos de vecinos.
Los arrozales son un tipo de ecosistema dulceacuícola de marisma.
IX. BIOMAS TERRESTRES
Las grandes comunidades terrestres, fácilmente reconocibles, se llaman biomas terrestres. En todo tipo de bioma la vegetación clímax es uniforme y es la clave para su reconocimiento. Los seis biomas principales se distribuyen según la temperatura y las precipitaciones medias anuales.
Biomas terrestres: el desierto
La precipitación anual en el desierto es menor de 250 litros por metro cuadrado y en algunas regiones cálidas con precipitaciones superiores a 250 litros pero distribuidas muy irregularmente.
La ausencia de lluvia en las latitudes medias se debe a la existencia de altas presiones estables, mientras que en las regiones templadas suelen extenderse en zonas de "sombra para la lluvia", donde las altas montañas bloquean la llegada de humedad del mar.
Una característica de la vegetación de los desiertos es el espaciamiento y la posibilidad de usar mecanismos repelentes. Existen cuatro formas de vida vegetal adaptadas a los ecosistemas desérticos: las formas anuales, los matorrales del desierto, las formas suculentas y la microflora.
Las formas anuales como las hierbas rastreras evitan la sequía creciendo sólo cuando la humedad es adecuada. Losmatorrales del desierto tienen numerosas ramas que salen de un tronco basal corto y pequeñas hojas espinosas que pueden desprenderse durante la estación seca, y sobreviven gracias a su capacidad de pasar a vida latente antes de que se marchiten. En los deisertos más fríos, los sistemas radiculares son muy largos para interceptar la humedad profunda y las hojas y los tallos pueden permanecer activos durante el verano. Las formas suculentas son los cactos del Nuevo Mundo y las euforbias del Viejo y almacenan agua en sus tejidos. La microflora incluye musgos, líquenes y algas azules que permanecen latentes en el suelo, pero que son capaces de responder rápidamente durante los períodos fríos o húmedos.
Algunos reptiles e insectos están preadaptados al desierto, gracias a tegumentos impermeables y excreciones secas. Losmamíferos están poco adaptados al desierto pero hay algunos roedores nocturnos que excretan una orina muy concentrada y no usan agua para la termorregulación, los camellos están adaptados para resistir la deshidratación de los tejidos durante largo tiempo.
En el desierto, el agua es el factor limitante, la actividad de una región desértica es una función lineal de la precipitación. En los lugares donde la irrigación sea adecuada puede ser uno de los sistemas agrícolas más productivos, que la productividad sea contínua o temporal depende de la capacidad del hombre para estabilizar los ciclos biogeoquímicos y el flujo de energía.
Biomas terrestres: la tundra
La tundra se encuentra entre los bosques al sur del océano Ártico y los casquetes polares de hielo al norte, es una banda circumpolar de unos 20.000 kilómetros de tierra desnuda llamada tundra ártica. También existen regiones similares a partir del límite superior de bosque en las cumbres montañosas llamadas tundras alpinas.
En la tundra rigen los factores físicos como limitantes especialmente la temperatura aunque el agua también es escasa para las funciones biológicas. Las precipitaciones son escasas pero hay una baja tasa de evaporación.
Hay un número sorprendente de especies que han desarrollado adaptaciones al frío. El manto vegetal es delgado y está compuesto por gramíneas, líquenes y juncias. Durante el prolongado día estival la tasa de producción primaria es elevada en aquellos sitios con condiciones topográficas favorables. Las múltiples charcas someras y el océano Ártico proporcionan alimento adicional. Existe suficiente cantidad de producción neta acuática y terrestre combinada para mantener no sólo a las aves migratorias nidificantes y grandes poblaciones de insectos que surgen en verano, sino también a los mamímeros autóctonos que permanecen activos todo el año como los bueyes almizclados, renos, osos polares, lobos y diversos mamíferos marinos junto con pequeños lemmings. Los grandes herbívoros terrestres son migradores.
Biomas terrestres: las praderas
Las precipitaciones en las praderas son intermedias entre las del desierto y las zonas boscosas, son entre 250 y 600 litros por metro cuadrado de precipitación media, dependiendo de la temperatura, la distribución estacional de la lluvia y la capacidad del suelo para mantener la humedad.
Las praderas tropicales pueden llegar a recibir más de 1200 litros concentrados en la estación lluviosa que alterna con una prolongada estación seca. La humedad del suelo es limitante de la descomposición microbiana y del reciclado de nutrientes.
Hay grandes praderas en los continentes euroasiático y norteamericano.
La forma biológica dominante son las gramíneas, desde especies altas hasta las enanas, agrupadas en manojos o formando céspedes. Una comunidad de pradera bien desarrollada contiene diversas especies adaptadas a distintas temperaturas, un grupo crece durante la parte más fría de la estación de crecimiento y el otro crece durante el período más caluroso. Así la pradera compensa los cambios de temperatura. El matorral (plantas no herbáceas) suele ser un componente importante y también pueden hallarse plantas leñosas como árboles o arbustos, frecuentemente formando cinturones o grupos a lo largo de los cursos de agua.
Una variante de la pradera es la sabana tropical, donde los característicos árboles de copa alta en forma de sombrilla están ampliamente esparcidos por la pradera.
Las plantas herbáceas tienen una vida corta y se acumula gran cantidad de materia orgánica en el suelo, siendo la primera fase de la descomposición muy rápida con poca hojarasca pero mucho humus. La humificación es rápida pero la mineralización es lenta. Los suelos de praderas contienen de 5 a 10 veces más humus que los forestales. Los suelos de pradera oscuros son más adecuados para el crecimiento de las principales plantas comestibles como el maíz y el trigo.
El papel del fuego en las praderas es mantener la vegetación de pradera en competencia con la vegetación forestal.
Un rasgo característico es la existencia en las praderas de grandes herbívoros que en su mayoría son mamíferos como el bisonte, antílope y los canguros. Existen dos formas biológicas: tipo corredor como los anteriormente mencionados y los tipo zapador o excavador como las ardillas terrestres y los perritos de las praderas.
Dos grandes problemas de las praderas son el sobrepastoreo y el exceso de labranza.Como resultado del sobrepastoreo prosperan los matorrales espinosos que antes se mantenían bajo control gracias a los incendios.
Biomas terrestres: los bosques
En las regiones forestales se producen sucesiones ecológicas bien ordenadas y frecuentemente prolongadas, con plantas herbáceas que preceden a la implantación de árboles. En las regiones forestales hay una mezcla de vegetación que incluye especies de fases preforestales, así como de diversos tipos de bosque, que están adaptadas a condiciones concretas de suelo y humedad.
El rango de temperaturas es muy amplio y los distintos tipos de bosques se reemplazan en un gradiente norte-sur. La humedad es más crítica para los árboles que para las plantas herbáceas, pero aún así los bosques ocupan un amplio gradiente desde condiciones muy secas a extremadamente húmedas.
El bosque más septentrional es el que forma un cinturón justo al sur de la tundra, está caracterizado por coníferas perennifolias de los géneros Picea Abies siendo la diversidad de especies baja con sólo una o dos especies de árbol.
Losbosques caducifolios son característicos de las regiones más al sur con clima templado húmedo que tienen una estratificación más pronunciada con una mayor diversidad de especies. Los pinos se hallan tanto en los bosques de coníferascomo en los caducifolios como etapas serales de la sucesión.
Los bosques tropicales, varían desde la pluvisilva de hoja ancha perenne donde la precipitación es abundante y está uniformemente distribuida hasta el bosque tropical caducifolio que pierde sus hojas durante la estación seca. Las lianas y los epífitos son característicos de estos bosques. La diversidad de especies animales y vegetales es extremadamente elevada. La razón entre la superficie de hoja y la producción de nueva biomasa es de 1:1 mientras que en los bosques de la zona templada es de 1:6 lo que significa que en el bosque tropical la producción neta se gasta proporcionalmente menos en hojas que en madera con lo que la caída de hoja anual es más importante en el trópico pero la energía contenida en las hojas es menor por unidad de peso seco.
El chaparral se presenta en regiones con inviernos lluviosos y sequía estival, es un tipo de bosque pirófilo sujeto a incendios y adaptado a este factor. Este tipo de bosque enano se conoce como maquia en la región mediterránea y como maleza en Australia.
El bosque de sabinas es un tipo de bosque enano de clima seco en las zonas bajas de las montañas del oeste de Norteamérica. Igual que estos bosques es el bosque tropical espinoso en África.
Los bosques templados húmedos como los que se hallan en la franja costera que va desde California a Canadá se establecen cuando hay abundante humedad. No se presenta una diversidad de especies tan grande como en los bosques tropicales, pero los árboles son más grandes y el volumen total de madera puede ser mayor. El bosque de secoyas es una variante del tipo templado húmedo.
El cambio de altitud produce un gradiente de temperaturas semejante al norte-sur, mientras que la topografía del valle y crestas proporciona un gradiente en las condiciones de humedad del suelo a cualquier altitud dada. La variación de la vegetación es más conspicua en mayo o comienzos de junio pero la notable manera con que el bosque se adapta a las condiciones topográficas y climáticas es evidente en cualquier época del año.
El robledal abierto y pinares sureños se dan en las zonas más secas y pedientes cálidas de baja altitud, el bosque de coníferas norteño se da en las cumbres frías y húmedas. El bosque de pinos se extiende montaña arriba sobre las vertientes y el bosque de abetos del Canadá lo hace en las cañadas protegidas donde las condiciones de humedad y temperatura locales son semejantes a las que se dan en altitudes superiores.
La producción de madera y la explotación forestal suelen pasar por dos fases. La primera afecta a la recolección de una producción neta que ha sido almacenada como madera durante un largo período de años y la segunda se da cuando el crecimiento acumulado del pasado se agota y es necesario ajustar la práctica forestal y no recolectar más del crecimiento anual si se quiere seguir teniendo producción maderera en el futuro.
Los biomas terrestres: agroecosistemas
Los agrosistemas son sistemas domesticados en una posición intermedia entre los ecosistemas naturales como las praderas y los bosques y los ecosistemas fabricados como las ciudades. Se pueden considerar como otro bioma terrestre. Están accionados por energía solar pero también hay fuentes de energía auxiliar que son combustibles procesados y la biodiversidad está enormemente reducida cosa que los diferencia de los ecosistemas naturales.
Las plantas y animales están bajo selección artificial y el control es externo y orientado hacia una meta más que interno y por vía de retroalimentación.
Se parecen a los ecosistemas urbano-industriales en su amplia dependencia e impacto sobre el exterior. Son autótrofos. La densidad de energía de la agricultura preindustrial es igual a la de un ecosistema natural mientras que la de la agricultura industrial es unas diez veces superior y su impacto puede igualarse al de las áreas urbano-industriales.
Debe de impulsarse el desarrollo político, tecnológico y económico que reduzca los costes ambientales porque sino comprometerán la capacidad de los sistemas naturales sustentadores de vida para mantenerlos, ya que dependen de los grandes ecosistemas.
La presión del mercado y otras fuerzas económicas y políticas junto con la urbanización y la presión del crecimieto demográfico, han transformado los agroecosistemas desde sistemas "domesticados" que estaban en una relativa armonía con el ambiente general a ecosistemas "fabricados" que cada vez se parecen más a los sistemas urbano-industriales en sus requerimientos energéticos y materiales y en su producción de resíduos.
X. ESPECIES ENDÉMICAS
ESPECIES ENDÉMICAS Y RAREZA O AMENAZA.
En este artículo ha sido revisado para aplicar el concepto de endemismo a cualquier especie y no sólo al reino vegetal tal y como establecido inicialmente.
En conservación la escala es fundamental. Las metodologías y programas de conservación se aplican en especies clarísimamente en peligro de extinción, en endémicas y raras.
Una especie endémica (también llamadas especies microareales), es aquella especie o taxón (puede ser un género por ejemplo) que está restringido a una ubicación geográfica muy concreta y fuera de esta ubicación no se encuentra en otra parte. La extensión geográfica puede ser muy variable habiendo especies endémicas de una población determinada o de una provincia, país,... (ej. plantas endémicas de Australia, o plantas endémicas de Ibiza, igualmente hay anfibios endémicos en Baleares, insectos y aves - por ejemplo.). El endemismo surge como consecuencia de la especiación que se provoca ante la aparición de barreras naturales que impiden el intercambio genético, de este modo, aparecen especies diferentes restringidas a esas zonas geográficas. Estas especies son más vulnerables a la extinción pues sus poblaciones suelen ser reducidas en número de individuos y por tanto su respuesta genética ante el cambio de las condiciones naturales es menor.
Lo que nos permite desarrollar programas de protección es el grado de endemismo. Cuanto menor sea el área de distribución del endemismo más prioritarios son de cara a la conservación. También se llevan a cabo en especies raras, es decir, que son muy poco abundantes en un determinado lugar y se hace en contextos territoriales. Atendiendo a la unidad territorial con que trabajemos se habla de especie rara o amenazada.
No necesariamente las especie endémicas están amenazadas, aunque suele ser así. Hay especies endémicas que están ampliando su área de distribución, debido a que el deterioro antropológico les es favorable.
Más del 70% de los endemismos de Alicante son matorrales por lo que es importante que en las políticas de reforestación, de ordenación del territorio, . sean tomadas en cuenta.
TIPOS DE ENDEMISMOS
·         PALEOENDEMISMO: es una especie endémica que por su morfología, sus características químicas, genéticas. forman grupos aislados en el contexto de sus congéneres como si fueran líneas filogenéticas independientes. Tenemos muchos:Chaenorrhinum tenellum : es un endemismo del centro de la provincia de Valencia que vive en techos de cuevas pero poco amenazada pues su hábitat no es modificado por el hombre.
·         ESQUIZOENDEMISMOS: son aquellas especies que han aparecido por un proceso de aislamiento gradual (especiación alopátrida) y han llegado a constituir taxones con barrera reproductiva. Presentan características cromosómicas muy parecidas (nº cromosomas es igual) y morfológicamente son todos muy parecidos. Por ejemplo, Hippocrepis valentina se encuentra en la Comunidad Valenciana: Norte de Alicante y Sur de Valencia, H. balearica en Mallorca y H. grosii en Ibiza, las diferencias son muy sutiles porque tienen un origen muy reciente, pero son poblaciones diferenciadas
·         PATROENDEMISMOS: (nº cromosomas) por un proceso de poliploidía o alopoliploidía aparecen nuevos taxones que colonizan rápidamente grandes extensiones y tienen un área de distribución mayor que la de sus padres.
·         APOENDEMISMOS: los taxones que derivan unos de otros: los más recientes ocupan zonas más pequeñas que los más antiguos.
·         CRIPTOENDEMISMOS: son especies o taxones que aún no se han descrito y que pueden ser buenos taxones endémicos.