Estructura del Ambiente

Por Rafael Govea V. Versión 3.2

Empezaremos este tema desde el punto de vista de la autoecología, es decir, desde la rama de la ecología que estudia las interacciones que existen entre una pobla­ción y su entorno. Es importante definir el concepto de población, pues es este nivel, el que estu­dia la autoecología.

Tu ya sabes que es un nivel de organización de la ma­teria (NOM). Recordaras de Biología I que un NOM es un sistema integral colocado jerárquicamente entre otros sistemas integrales en este caso debajo del Nivel: "Comunidad". Es por ello que podemos decir que una población es un conjunto de organismos que interac­cionan entre sí según ciertas reglas.

No importa qué Nivel de organización posean estos organismos, ellos conforman una población ecológica.


Una POBLACION ECOLOGICA es un conjunto de organismos que cumplen con las siguientes caracterís­ticas:

• DICHOS ORGANISMOS PERTENECEN A LA MISMA ESPECIE.
• POSEEN UN TERRITORIO COMUN.
• SON CONTEMPORANEOS y
• TIENEN ESTRECHOS LAZOS DE PARENTESCO. (es decir, sí tienen reproduc­ción sexual deben de tener una buena proba­bilidad de cruzarse entre ellos y sí por el con­trario su reproducción es asexual entonces de­ben de derivar de un progenitor común).

POBLACION ECOLOGICA = ORGANISMOS QUE INTERCAMBIAN INFORMACION GENETICA

Estos organismos viven en cierto lugar rodeados de objetos animados e inanimados con los cuales estable­cen una o más relaciones. Cada uno de estos objetos forma parte de lo que llamamos el medio ambiente de dicha población, de modo que podemos decir que el conjunto de objetos que rodea a una población concreta y establece interacciones con ella conforma su entorno y para designarlo de manera precisa en autoecología se usa la palabra: HABITAT. Analiza la figura 1.

Figura 1 Hábitat = Todos los factores ambientales que interactúan con los organismos de una población.

Cada objeto perteneciente a dicho Hábitat es un factor ambiental que interactúa con la población o con sus organismos. Podemos clasificarlos de la siguiente ma­nera (aunque no es la única posible):

• FACTORES BIOTICOS. Factores vivos.
• FACTORES ABIOTICOS. Factores No-vivos.

Rodea, en la figura 1, con un óvalo verde a los factores vivos y de azul a los factores no vivos.

Cada uno de estos objetos forma parte del ambiente y se clasifica sobre la base de ser entidades vivas o no. A su vez cada una de las clases se subdivide en otras.

Los Factores Bióticos se subdividen siguiendo un crite­rio taxonómico:
Reinos > Filos > Clases > Ordenes > Familias > Géneros > especies.
Escribe dos ejemplos de factores bióticos que perte­nezcan a cada uno de los cinco reinos

Monera: ____________ y _______________.
Protista: ____________ y _______________.
Mychota: ____________ y ______________.
Animalia: ____________ y _______________.
Plantae: ____________ y ______________.

O también, de acuerdo al papel ecológico que cumplen las poblaciones:

1. Depredadores
2. Presas
3. Comensales
4. Amensales
5. Parásitos
6. Hospedadores
7. Competidores, etc.)

Escribe dos ejemplos de factores bióticos que perte­nezcan a cada uno de los roles ecológicos.

1. Depredadores: ________________ y _________________.
2. Presas: ________________ y _________________.
3. Comensales: ________________ y _________________.
4. Amensales: ________________ y _________________.
5. Parásitos: ________________ y _________________.
6. Hospedadores: ________________ y _________________.
7. Competidores:________________ y _________________.

Los Factores Abióticos se subdividen de acuerdo a su carácter en:

a)Factores químicos. Son factores ambientales de carácter químico o que interaccionan me­diante reacciones químicas

b)Factores físicos. Son factores ambientales que interactúan siguiendo leyes de la física.

c)Factores geográficos. Son factores físicos o químicos cuyo efecto varía según el lugar geográfico donde ocurre la interacción.

Escribe 3 ejemplos de cada uno de los tipos de factores abióticos, respectivamente:.
__________________, _________________ y __________________.
__________________, _________________ y __________________.

__________________, _________________ y __________________.

En la figura 1 hemos representando al hábitat de una población como un conjunto de factores tanto bióticos como abióticos, tanto físicos como químicos o geográ­ficos. Cada uno de ellos establece alguna interacción, por lo menos, con la población.

El tipo de interacción que se establece y su importancia depende de la población concreta de que estemos hablando, no es lo mismo una población de charales que otra de algas espirulina u otra de gavilanes.

Cada una de estas poblaciones establece un conjunto diferente de relaciones con los factores ambientales que conforman su Hábitat. Por ello es necesario deno­minar, a cada conjunto particular de interacciones que establece una población «X» con su Hábitat, con un nombre especial:

NICHO ECOLÓGICO:
Con frecuencia la definición de este concepto es un poco difusa y difícil de comprender:

"La combinación de función y Hábitat se llama Nicho ecológico" (Turk y colaboradores).

"Nicho [es el] grupo de características que describen las necesidades precisas de un organismo para sobrevivir." (Sutton & Harmon)

"El Nicho ecológico es una descripción pluridimensional del ambiente en su conjunto y del modo de vida de un organismo." (Lewontin).

Sin embargo notemos que lo que esta implícito en cada una de ellas es la mutua acción de un organismo y su ambiente.


RANGOS DE TOLERANCIA

Cada organismo perteneciente a las millones de espe­cies que viven en la Tierra ocupa su propio nicho eco­lógico en uno de los múltiples hábitats disponibles en ella.

Cada ser sobrevive en un conjunto de condiciones cla­ramente definidas, a nadie sorprende encontrar nopales en un ambiente seco y con mucha insolación, tampoco oír croar ranas junto a una charca. En cambio, encon­trar Lirios acuáticos en pleno desierto, por supuesto, sería muy sorprendente, tanto como encontrar ballenas pastando en una pradera.

Esto es así porque nosotros tenemos el conocimiento intuitivo de que cada organismo requiere un conjunto diferente de condiciones ambientales para poder so­brevivir, mismas que pueden variar hasta cierto grado, pero rebasado, el mismo, dichos organismos son inca­paces de seguir viviendo.

Así pues, sí nosotros elegimos una población de cual­quier ser vivo de los que hay sobre la faz de la Tierra o incluso de los que hubo en cualesquier instante de su historia pasada y observamos detenidamente donde vive y como lo hace podremos definir su Hábitat parti­cular.

Podremos también darnos cuenta de la interac­ción específica que existe entre cada organismo de dicha población y cada factor ambiental de su Hábitat.

Veremos que esas interacciones son diferentes para poblaciones distintas de modo que cada una de ellas posee un conjunto diferente de interacciones con los factores ambientales que conforman su entorno y nos referimos a ello diciendo que dichas poblaciones tienen nichos ecológicos diferentes aún cuando compartan, prácticamente, el mismo Hábitat.

Podremos también darnos cuenta que los organismos de una población sobreviven mejor cuando cada factor ambiental adopta un valor característico (valor óptimo) ello no impide, por supuesto, que sigan viviendo cuando esos factores adoptan valores diferentes ya sea por arriba o por abajo del valor óptimo. La única con­secuencia de ello es que la población no se desarrolla tanto y tanto menos lo hará mientras más se aleje de las condiciones óptimas de modo que llegará el mo­mento en que el factor ambiental adopte un valor in­compatible con la vida de dicho organismo.

Al conjunto de valores, que puede adoptar un factor ambiental, compatibles con la existencia de una pobla­ción se le conoce como Rango de tolerancia. Para cada población concreta es posible definir un Rango de tole­rancia particular y específico para cada factor ambien­tal de su Hábitat. Ve la figura 2.

e
Figura 2 Curvas de tolerancia de tres organismos adaptados a diferentes rangos de temperatura.


La población será capaz de desarrollarse mientras las condiciones ambientales se encuentren dentro de los rangos de tolerancia propios de ella. El máximo desa­rrollo se alcanzará cuando todos los factores ambien­tales adopten valores dentro de la Zona Óptima y el mínimo cuando adopten valores cercanos a los que son incompatibles con la vida, es decir, aquellos que defi­nen la zona de Tensión Fisiológica. Y finalmente, la población dejará de existir cuando algunos (o sólo uno) de los factores ambientales adopten valores fuera del Rango de Tolerancia respectivo. Ve la figura 3.

Figura 3 Curva de tolerancia idealizada (Nota que las lineas son pistas tipográficas de los nombres que debes escribir).

Todo lo anterior puede verse fácilmente en una gráfica cuyos ejes sean respectivamente (x, y) la escala en que se mide el factor ambiental considerado contra el ta­maño que alcanza la población (N). En el ejemplo de la figura 2 tenemos la curva (aproximada) de tolerancia a la temperatura de una bacteria termófila llamada Sul­folobus que vive en manantiales calientes y ácidos, ricos en azufre comparada con la curva de tolerancia de una bacteria mesófila como Escherichia coli y la curva de una bacteria psicrofílica que vive en superfi­cies heladas.

Si bien es cierto que ningún organismo puede vivir en cualesquier conjunto de condiciones ambientales que se nos ocurran, resulta sorprendente encontrar seres vivos en las condiciones a nuestro parecer más extre­mas. En los últimos años se han descubierto especies de moneras que viven en condiciones extremas y por ello son denominadas extremófilas. El mismo Darwin durante su viaje en el Beagle señalaba admirado:

"¡Qué sorpresa pensar que hay criaturas vivas en esta sala­zón, criaturas que pasean entre cristales de sulfato sódico y de sulfato cálcico! ... He ahí un pequeño mundo aislado, adaptado a la salinidad de estos lagos... sin duda, puede afirmarse que todas las partes del mundo son habitables. En lagos de aguas salobres, en manantiales de aguas mi­nerales calientes, en la profundidad del océano, en las re­giones superiores de la atmósfera, en la superficie de las nieves eternas... en todas partes se encuentran seres orga­nizados."

¿A qué se debe esta admirable capacidad de la vida de estar presente a todo lo ancho y largo de nuestro pla­neta? Esta pregunta solía responderse recurriendo a la voluntad de un ser divino. Puesto que la extremada propositividad de la fisiología, de la anatomía y de la conducta de los seres vivos hacía parecer improbable incluso al mismo Darwin la aparición de órganos tan eficientemente adaptados a su función como los ojos u otros análogos, a pesar de la existencia de la evolución por selección natural -propuesta por él mismo.

En la actualidad ello ya no es necesario pues hoy sa­bemos que los seres vivos pueden sobrevivir en las condiciones, a nuestro parecer más inhóspitas, preci­samente porque están adaptados a ellas y comprendemos con cierta precisión el mecanismo que les permite permanecer en ese estado. Cada ser, cada organismo posee un conjunto de características heredables que les permiten sobrevivir en su Hábitat (Adaptaciones).

Esas características no aparecen de la nada, sino son el resultado de un largo proceso evolutivo, que modifica la estructura, la función y la conducta de los seres vi­vos, llamado Adaptación, y que cuando no es llevado con éxito por una especie, el resultado es la extinción de esa especie. Es bueno recordar aquí que a lo largo de la historia de la vida sobre la Tierra se han extin­guido más del 90 % de las especies que sobre su faz alguna vez nacieron, respiraron, reprodujeron y murie­ron.

Notemos pues que el término adaptación tiene dos significados:

• Por un lado, se refiere a la característica here­dable que hace posible la sobrevivencia y la reproducción de un organismo.
• Por el otro, se refiere al proceso evolutivo que permite a los seres vivos alcanzar las mo­dificaciones adecuadas de su estructura y fun­ción a lo largo de la sucesión de las genera­ciones, de modo de que ante cualquier altera­ción de su Hábitat, la población debe de po­seer algunos integrantes con variaciones fe­notípicas heredables susceptibles de ser selec­cionadas positivamente, pues en caso contra­rio su destino es la extinción.

En el primer sentido nosotros podemos distinguir tres tipos de adaptaciones:

a)Adaptación estructural: También llamada adaptación anatómica, es una caracterís­tica anatómica heredable que incrementa la sobrevivencia o la reproducción de una especie biológica. Por ejemplo la presencia de glándulas productoras de moco en la cubierta interior del estomago, el pulgar oponible de las manos de los primates y la cubierta de cuticula de epidermis de una planta.

b)Adaptación fisiológica: También denominada adaptación funcional, es una característica funcional heredable que incrementa la sobre­vivencia o la reproducción de una especie bioló­gica. Por ejemplo la capacidad productora de moco de las glándulas de la mucosa gástrica, la capacidad de la articulación del pulgar (en forma de silla de montar) que permite a este oponerse a cada uno de los dedos de la mano y el cierre de los estomas cuando la planta esta en estrés hídrico.

c)Adaptación conductual: También conocida como adaptacion comportamental, es una caracterís­tica comportamental heredable que incre­menta la sobrevivencia o la reproducción de una especie biológica. Por ejemplo, la búsqueda de agua, el marcaje del territorio de un felino por medio de orina y el parpadeo de un niño a su padre.

Observa la adaptación conductual de una niña al parpadear y sonreír de modo peculiar al interaccionar con su padre. Has click en el enlace:, pero regresa de inmediato con el botón regresar> Parpadeo conductual.

Ahora compara con el siguiente comportamiento, no olvides regresar: guiño.

Escribe tres ejemplos de cada tipo de adaptación y di­bújalos en tu cuaderno.

CUESTIONARIO SOBRE EL TEMA 1: ESTRUC­TURA DEL AMBIENTE
1.Defina los siguientes conceptos:

a. POBLACION ECOLOGICA.
b. HABITAT.
c. FACTOR AMBIENTAL.
d. FACTOR ABIOTICO.
e. FACTOR BIOTICO.
f. NICHO ECOLOGICO.
g. RANGO DE TOLERANCIA.
h. ADAPTACION.

2.¿Cuáles tipos de Factores bióticos existen?

3.¿Cuáles tipos de Factores abióticos existen?

4.Clasifique a los tipos de adaptaciones.

5.Identifique (lo siguiente) en una curva de tole­rancia de la Figura 3:

• Rango de tolerancia.
• Rango de crecimiento óptimo.
• Zona de crecimiento óptimo.
• Zona de tensión fisiológica (máxima y mínima)
• Eje del factor ambiental
• Eje de N.

6.¿Qué representa la letra N

7.¿Qué relación existe entre: adaptación, nicho ecológico, rango de tolerancia y hábitat?