 Estudio
de la estructura y función
en la naturaleza.
 Estudio
de las relaciones entre
los individuos, y la totalidad de
los factores químicos, físicos y
biológicos que los afectan y son
influenciados por ellos.
La investigación ecológica se centra en:
◦
Ecología Organismal – estudia
ecología
fisiológica
y
de
Tiene sus raíces en la historia
comportamiento
natural, y demografía humana
Ecología Poblacional – analiza factores
en problemas aplicados de ◦
que afectan el tamaño de la población y
medicina y agricultura.
su cambio en el tiempo
◦
Ecología de Comunidades – estudia
como las interacciones entre especies
(competencia,
depredación,
parasitismo) afectan la estructura y
organización de la comunidad
◦
Ecología de Sistemas – estudio de los
flujos de energía y ciclaje de nutrientes
en la comunidad
◦
Ecología Paisajista (landscape) –
mosaico
de
ecosistemas
interconectados. Enfoca en los factores
que controlan el intercambio de
energía, materiales y organismos a
través de múltiples ecosistemas (ej.
Corredores ecológicos)



Poblaciones – Grupo de individuos de una misma especie que
ocupan área en común. Usan los mismos recursos del ambiente y están
influenciados por estos. Evolucionan en la medida que la selección
natural actúa sobre las variaciones hereditarias entre los individuos y
cambia la frecuencia de varias de ellas en el tiempo. Ej. cangrejos, peces

Comunidad Biótica – suma de poblaciones de diferentes especies
que interaccionan. Ej. El manglar, la pradera de Thalassia, el arrecife,
En el bosque pluvial como ecosistema tenemos: las comunidades del
bosque enano, el bosque de palma de sierra,



Ecosistema - Sistema procesador de energía y generador de nutrientes
cuyos componentes han evolucionado juntos en el tiempo. Cada
ecosistema se caracteriza por una productividad o capacidad de fijación
de energía según sus componentes. Ej. el bosque pluvial
Biosfera – suma de todos los organismos vivos de la tierra y las áreas
que habitan

Atributos de la población que ayudan a
predecir su dinámica y cambio:
• Tamaño
• Densidad
• Distribución
• Proporción de sexos - “sex ratio”
• Estructura de Edades
• Tasas de Natalidad y Mortalidad
• Variabilidad Genética
Arreglo espacial de los individuos de acuerdo a
recursos y actividades
1.
Uniforme
Al Azar
Aglomerada

Atributos de la comunidad de acuerdo a las
poblaciones que la componen:
› Dominancia de especies (por numero, tamaño o
›
›
›
›
›
actividad)
Interacciones interespecificas – entre especies
Productividad – velocidad a la que la energía
radiante es almacenada por la actividad fotosintética
y/ó quimiosintética de los organismos productores
en forma de sustancias orgánicas susceptibles a ser
utilizadas como material alimenticio
Sucesión
Estructura
Diversidad de Especies – riqueza biológica

Competencia Inter vs. Intra especifica
(-,-)
› Entre especies (Inter)
› Dentro de la especie (Intra)



›
Estrategias para evitar la
competencia → mejor utilización
recursos o especialización nicho
Depredación (+,-)
Tres Tipos de simbiosis

Parasitismo (+,-)
Balance poblacional entre parasito
y hospedero
›
Mutualismo () (+,+)
›
Comensalismo (+, no efecto)


El acercamiento del ecosistema sirve para
encarar y resolver problemas ecológicos y
ambientales hoy en día.
Los límites del ecosistema pueden ser
› Arbitrarios
› Permanentes o estacionales
› Grandes
 bosques
› Pequeños
 Una bromelia, el agua de una laguna estacional
› Creados o determinados por el hombre
 ciudad
› Naturales
 charca , lago
Ecosistema
Una unidad que incluya:
1- la comunidad biótica - totalidad de
organismos vivos que actúa en
reciprocidad con
2- el ambiente físico de manera que una
3- corriente de energía conduzca a una
4- estructura trófica – cadenas y redes en
niveles troficos (quien se come a quien)
5- diversidad biótica y se establezca un
movimiento ó
6- reciclaje de materiales entre las partes
vivas (bióticas) y las no vivas (no biótica)
Energía y Flujo de Materiales:
Cadenas and Redes Tróficas
• Cadena Trófica - secuencia de organismos en relaciones
de alimentación
• Red Tróficas → suma de cadenas interrelacionadas
• Nivel trófico → nivel de alimentación
–
–
–
–
Productores- Base , primer nivel trófico
Consumidor primario – herbívoro, segundo nivel trófico
Consumidor secundario – carnívoro 1, tercer nivel trófico
Consumidor terciario – carnívoro 2
– Descomponedores – bacterias, hongos, termitas
El largo de una cadena o red esta determinado por la entrada
de energía que es constante.


Hábitat: localización física, dirección
Nicho – rol del organismo en la comunidad
(concepto mas amplio). Incluye





Rango de tolerancia a factores abióticos
Tipo y cantidad de recursos que usan
Interacciones con otras especies
Su habitat
Generalista (amplio nicho)
›
Vive en variedad hábitats, se alimenta de alimentos
variados y tiene amplia tolerancia a diversos factores
 changos, mosquitos, cucarachas, humanos


Especialista (nicho estrecho)
Especies del manglar, de la cresta arrecifal – que
son? – amplia tolerancia
Biomas – comunidades terrestres en el planeta
clasificados a base de adaptaciones de la
vegetación predominante. Ej. Bosque pluvial
tropical
 Clima – factor determinante en la distribución
y tipos de Biomas:

› Latitud: Árctica, boreal, templada, subtropical,
tropical.
› humedad: húmedo, semi-húmedo, semi-árido, y
árido o xerofítico.
› Temperatura
› elevación: causa efecto similar a aumentar la latitud
(mas alto, mas frio, mas húmedo)
El carbono y nitrógeno son gases atmosféricos
que circulan globalmente
 Otros elementos son menos móviles y circulan a
nivel local: Ej. P, K y Ca
 Ciclaje nutrientes incluye: reserva principal y
procesos que mueven los nutrientes entre las
reservas
 Todos los elementos se mueven entre las
reservas inorgánicas y las orgánicas (cuando
forman parte de material vivo)

97% del agua esta en los océanos, 2% en
glaciares y cascos polares y 1% en ríos,
lagos y subterránea
 Procesos en el Ciclo Hidrológico que
mueven el agua son:

›
›
›
›
›
Evaporación
Transpiración
Condensación
Precipitación
Movimiento a través de la superficie y lo
subterráneo – escorrentía/ infiltración/
percolacion
El ciclo hidrológico local
Carbono – base de todas las moléculas
orgánicas
 Las reservas de carbono incluye depósitos
fósiles, suelos, sedimentos, solutos en el
océano, biomasa de plantas y animales y la
atmosfera
 CO2 se integra por fotosíntesis y se libera
por respiración: volcanes y la quema de
combustibles fósiles contribuyen al CO2
atmosférico

 Las
actividades humanas en el mundo industrial
aumentan la [CO2] atmosférico.




La sospecha del aumento en la temperatura del planeta
llevo a reuniones internacionales.
La integración de datos de todo el mundo se integra en
Mauna Loa, Hawái.
La siguiente Figura 55.21 ilustra el aumento en
temperatura y de CO2.
Las fluctuaciones de la línea azul indican el
metabolismo del planeta en términos de liberación de
O2 y obtención de CO2 atmosférico (Fotosíntesis y
Respiración global)
14.9
390
14.8
380
14.7
14.6
370
Temperature
14.5
360
14.4
14.3
350
14.2
340
14.1
CO2
330
14.0
13.9
320
13.8
310
13.7
13.6
300
1960
1965
1970
1975
1980 1985
Year
1990
1995
2000
2005
Nitrógeno – componente de amino ácidos,
proteínas y ácidos nucleicos
 Mayor reserva de N es la atmosfera (N2=
nitrógeno gaseoso), desde donde puede
convertirse en NH4+ (ion amonio) o NO3–
(nitrato) para ser integrado por las plantas, vía
fijación por bacterias
 El nitrógeno orgánico se descompone a NH4+
por amonificación, y NH4+ se descompone a
NO3– por nitrificación
 Denitrificación convierte el NO3– de vuelta a N2
gaseoso.

N2 in atmosphere
Assimilation
NO3–
Nitrogen-fixing
bacteria
Decomposers
Ammonification
NH3
Nitrogen-fixing
soil bacteria
Nitrification
NH4+
NO2–
Nitrifying
bacteria
Denitrifying
bacteria
Nitrifying
bacteria

Los suelos varían en la
cantidad de materia orgánica
que tienen en ellos.

La agricultura remueve
nutrientes que normalmente
quedarían en el suelo

El nitrógeno es removido por
practicas agrícolas de manera
que la agricultura afecta el ciclo
de N.

La industria produce
fertilizantes para reemplazar el
N perdido y acelerar las
cosechas.
Los seres humanos liberan tóxicos al medio ambiente
incluyendo materiales sintéticos, nuevos en la naturaleza.
 En muchos casos pueden persistir mucho tiempo en el
ambiente
 Muchas toxinas pueden concentrarse en las cadenas
tróficas en sucesivos niveles
 Magnificación biológica – proceso de concentración de
toxinas a niveles tróficos superiores donde la biomasa es
menor
 La biomagnificación sucede cuando los organismos en la
base de la cadena alimenticia concentran el material por
encima de su concentración en el suelo o agua que los
rodea.

 Destrucción
Hábitat
 Introducción
especies exóticas
 Sobrepoblación
La destrucción hábitat, la degradación, la
fragmentación son la causa mas importante de las
extinciones de otras especies
Fragmentación de
bosques en Malasia
Amenazas a la biodiversidad –
INTRODUCCION DE ESPECIES
EXOTICAS
ESPECIES EXOTICAS
EN PUERTO RICO
•Flamboyán
Mangosta
•Quenepa
Gorriones
•Algodón
Sapo común
•Mezquite
Iguana
•Tulipán africano
•Palma de Cocos
Amenazas a la Biodiversidad:
SOBREPOBLACION
La poblacion humana supero los 7 billones de
personas.
PR- tiene una de las densidades poblacionales mas
altas del mundo (428 personas/ km2)
Las amenazas a la biodiversidad resultan en reducción del
tamaño de las poblaciones de especies nativas.
Las poblaciones pequeñas pueden entrar en el Vórtice
de Extinción y la perdida de variabilidad genética.
POBLACION MINIMA VIABLE
Proceso natural es lento y puede terminar en
otra dirección de sucesión.
 Trata de acelerar la velocidad de
recuperación de un ecosistema.

Bioremedicacion - Uso de organismos
vivos para detoxificar el ecosistema
contaminado
 Plantas, hongos, bacterias