EL MEDIO AMNBIENTE Y RELACION CON LOS SERES VIVOS (UNIDAD 1)

LOS SERES VIVOS Y EL MEDIO AMBIENTE

EL ECOSISTEMA

 

El medio ambiente

Se denomina medio ambiente al conjunto de características físicas, químicas y biológicas, que definen las cualidades del espacio en el que habitan los seres vivos, y lo condicionan.

La ecología es la ciencia que estudia las interacciones entre los organismos y su entorno.

¿Cómo y donde viven los organismos?

El hábitat es el lugar en el que vive un organismo o un grupo de organismos concretos.

Población es el conjunto de individuos de la misma especie que habitan en un área determinada.

Una comunidad o biocenosis, es el conjunto de organismos de distintas especies que habitan en un lugar determinado.

Todos los elementos físicos que forman el lugar donde vive una biocenosis se denominan biotopo.

Ecosistema y bioma

El conjunto de seres vivos, o biocenosis, más en lugar, en el que viven estos seres vivos, o biotopo, recibe el nombre de ecosistema

ECOSISTEMA = BIOCENOSIS + BIOTOPO

Bioma: conjunto de características que se extienden por una extensa zona geográfica caracterizada entre otros factores, por el clima (conjunto de zonas de la tierra que tienen poblaciones animales y vegetales similares, debido a sus condiciones climáticas semejantes).

Biota: conjunto de seres vivos de un bioma

Ecotono: límite de separación entre dos ecosistemas distintos

La profesión de un organismo

Nicho ecológico: papel que desempeña un organismo en un ecosistema / posición que un organismo ocupa en su entorno abiótico y las relaciones que establecen con el alimento y con sus enemigos.

LA BIOSFERA COMO ECOSISTEMA I

2.1- La biosfera

El conjunto de biomas y ecosistemas (acuáticos y terrestres), integran la biosfera.

La biosfera comprende la capa superficial de la litosfera, la hidrosfera, la capa inferior es la troposfera.

2.2- El medio terrestre

Los factores abióticos son el clima y el suelo. El clima esta determinado por las precipitaciones y la temperatura.

PRINCIPALES BIOMAS

TERRESTRES

• Bosque tropical lluvioso: temperatura constante, precipitaciones abundantes, monos, pájaros, palmeras, lianas.
• Pradera: estaciones frías y cálidas, precipitaciones medias, antílopes, conejos, gramíneas.
• Desierto: temperatura media elevada, precipitaciones escasas, lagartos, escorpiones, cactus.
• Bosque templado: estaciones muy marcadas, precipitaciones abundantes, ciervos, osos, arces, hayas, robles.
• Taiga: bajas temperaturas, precipitaciones muy escasas, comadrejas, visones, pinos, abetos.
• Tundra: temperaturas muy bajas durante todo el año, precipitaciones en forma de nieve, osos polares, almizcleros, líquenes, musgo

LA BIOSFERA COMO ECOSISTEMA II

3.1- El medio acuático

Ventajas para la existencia de los seres vivos: los cambios de temperatura son menos bruscos que en el medio terrestre.

PRINCIPALES BIOMAS

ACUÁTICOS

• De agua dulce

-Ríos: están en las zonas de alta montaña, las aguas batidas, ricas en oxigeno, permiten la vida de muchos peces activos como las truchas.

-Humedales: son lugares de gran riqueza faunística y de reposo para las aves migratorias.

• De agua salada

-Islas: son lugares donde abundan numerosas aves como gaviotas, águilas pescadoras

-Costas: son ecosistemas límite entre los terrestres y los acuáticos, hay peces de roca, crustáceos.

3.3- Zonas del agua

• Plataforma continental: el agua se llama zona nerítica
• Talud continental: “ “ zona oceánica
• Llanura abisal
• Zona infraabisal o hadal

3.4- Tipos de seres vivos

• Seres planctónicos: flotan en el agua; se dividen en fitoplancton (vegetal) y zooplancton (animal).
• Seres nectónicos: se mueven nadando
• Seres bentónicos: están en el fondo fijos o desplazándose

3.5- Zonas oceánicas según la iluminación

• Zona eufórica: en ella entra la luz suficiente para que las algas hagan la fotosíntesis. En esta zona los seres vivos se llaman epipelágicos
• Zona disfótica: hay pocas algas pero muchos animales.
• Zona afótica: pocos animales y en las grandes zonas bacterias

ADAPTACIONES. EL MEDIO ACUÁTICO

4.1- Las adaptaciones

• Morfológicas o anatómicas: (físico de los seres vivos).
• De comportamiento: las migraciones de las aves.
• Fisiológicas: como captan el oxígeno como regulan la temperatura del cuerpo…

4.2- Adaptaciones de los animales

Adaptaciones a los cambios de salinidad

• Los organismos eurihalinos, se pueden adaptarse a los cambios de salinidad.
• Los organismos estenohalinos, no están adaptados a los cambios de salinidad

Otras adaptaciones de los animales

Para desplazarse tienen aletas o membranas interdigitales, tienes cuerpo en forma de huso o fusiforme.

Para coger oxígeno tienen branquias. Para adaptarse a los cambios de presión, poseen una vejiga natatoria que si se llena o vacía de aire para ascender o descender en el agua.

Para localizarse emiten ultrasonidos; los producen frotando partes de su cuerpo (estridulación), o soplando con la vejiga natatoria (fonación).

4.3- Adaptaciones de las plantas

• Carecen de raíces o poco desarrolladas.
• Hojas grandes con grandes espacios intercelulares cargados de aire.
• Estomas abundantes en la epidermis externa y ausencia de estomas.
• Tallos flexibles y herbáceos con escasos tejidos.

ADAPTACIONES. EL MEDIO TERRESTRE Y EL MEDIO AEREO

5.1- Adaptaciones de los animales

El medio terrestre

• Cubiertas de protección
• Sistemas respiratorios capaces de captar oxígeno (traqueal y pulmonar).
• Sistemas de transporte y extremidades fuertes.
• Esqueleto para mantenerse erguido y moverse.
• Estructuras relacionadas con la captura de alimento y reproducción.
• Cambios en la temperatura corporal.

El medio aéreo

• Huesos más ligeros y resistentes
• Extremidades anteriores modificadas
• Pulmones con expansiones (sacos aéreos)
• Plumas

En los insectos: expansiones membranosas, pequeño peso y tamaño.

5.2- Adaptaciones de las plantas

• Sistemas de transporte: vasos conductores
• Sistemas de fijación al sustrato, o raíces.
• Tallos para captar luz
• Estructuras y fibras para mantenerse erguidos
• Estomas para el intercambio gaseoso

Adaptaciones a la temperatura

Al calor

• Acumulan agua en hojas y tallos
• Disminución de los estomas y su apertura por la noche
• Transformación de hojas en espinas
• Desarrollo de raíces largas y profundas

Al frío

• Detención de la fotosíntesis (se caen las hojas).
• Desarrollo de bulbos y raíces con sustancias de reserva.
• Hojas resistentes y correosas, protegidas por capas aéreas y que no se caen

LAS RELACIONES ENTRE LOS ORGANISMOS

6.1- Relaciones intraespecíficas

Las relaciones intraespecíficas son las que se establecen entre individuos de la misma especie.

Las poblaciones familiares

Los individuos se mantienen unidos por razón de parentesco

• Patriarcales: formadas por el macho y las crías
• Matriarcales: hembra y crías
• Filiales: solo las crías
• Parentales: macho, hembra y crías

Las poblaciones gregarias

Están constituidas por individuos que se unen para conseguir un determinado fin (lobos).

Inconvenientes: competencia por el espacio o los recursos

Ventajas: mejor defensa, más posibilidad de encontrar alimento, y protección contra el frío.

Las poblaciones sociales

Están formadas por individuos unidos por un tipo de vida (abejas, hormigas)

Las poblaciones coloniales

La unión de los individuos es tan íntima, que existe una continuidad física entre los individuos, de forma que no se sabe donde acaba uno y empieza el siguiente.

6.2- Relaciones interespecíficas

Se establecen entre individuos pertenecientes a diferentes especies y, por tanto a poblaciones distintas.

• Depredación: es la captura y muerte de unos individuos, denominados presas, por pare de otros que son los depredadores.
• Competencia: cuando seres de distinta especie y compiten por el mismo recurso.
• Inquilinismo: es la asociación de dos individuos en la que uno busca cobijo y protección en el otro, sin perjudicarle.
• Comensalismo: es la asociación de dos seres mediante la cual uno aprovecha los restos de la comida del otro.
• Simbiosis: la asociación de dos individuos les proporciona beneficio mutuo
• Parasitismo: un individuo vive a expensas del otro, produciéndole daño. (parásito y hospedador)
  
  

  Factores bióticos y abióticos

  ¿Por qué en regiones diferentes se presentan ecosistemas diferentes?

  Un asunto intrigante es, ¿por qué los ecosistemas diferentes se presentan en regiones diferentes? y, por otra parte, ¿por qué ellos se encuentran restringidos a estas áreas?

  La respuesta general viene dada por dos tipos de observaciones. Primero, las diferentes regiones del mundo tienen condiciones climáticas muy diferentes. Segundo, usualmente las plantas y animales están específicamente adaptadas a condiciones particulares.

  Por lo tanto, es lógico asumir que las plantas y animales se limiten a las regiones o localidades donde sus propias adaptaciones correspondan a las condiciones prevalecientes.

  Factores Abióticos

  Todos los factores químico-físicos del ambiente son llamados factores abióticos (de a, "sin", y bio, "vida). Los factores abióticos más conspicuos son la precipitación (lluvia más nevadas) y temperatura; todos sabemos que estos factores varían grandemente de un lugar a otro, pero las variaciones pueden ser aún mucho más importantes de lo que normalmente reconocemos.

  No es solamente un asunto de la precipitación total o la temperatura promedio. Por ejemplo, en algunas regiones la precipitación total promedio es de más o menos 100 cm por año que se distribuyen uniformemente por el año. Esto crea un efecto ambiental muy diferente al que se encuentra en otra región donde cae la misma cantidad de precipitación pero solamente durante 6 meses por año, la estación de lluvias, dejando a la otra mitad del año como la estación seca.

  Igualmente, un lugar donde la temperatura promedio es de 20º C y nunca alcanza el punto de congelamiento es muy diferente de otro lugar con la misma temperatura promedio pero que tiene veranos ardientes e inviernos muy fríos.

  De hecho, la temperatura fría extrema –no temperatura de congelamiento, congelamiento ligero o varias semanas de fuerte congelamiento– es más significativa biológicamente que la temperatura promedio. Aún más, cantidades y distribuciones diferentes de precipitación pueden combinarse con diferentes patrones de temperatura, lo que determina numerosas combinaciones para apenas estos dos factores.

  Pero también otros factores abióticos pueden estar involucrados, incluyendo tipo y profundidad de suelo, disponibilidad de nutrientes esenciales, viento, fuego, salinidad, luz, longitud del día, terreno y pH (la medida de acidez o alcalinidad de suelos y aguas).

  Como ilustración, tomemos el terreno: en el Hemisferio Norte, las laderas que dan hacia el norte generalmente presentan temperaturas más frías que las que dan hacia el sur. O considere el tipo de suelo: un suelo arenoso, debido a que no retiene bien el agua, produce el mismo efecto que una precipitación menor. O considere el viento: ya que aumenta la evaporación, también puede tener el efecto de condiciones relativamente más secas. Sin embargo, estos y otros factores pueden ejercer por ellos mismos un efecto crítico.

  Resumiendo, podemos ver que los factores abióticos, que se encuentran siempre presentes en diferentes intensidades, interactúan unos con otros para crear una matriz de un número infinito de condiciones ambientales diferentes.

  Factores Bióticos

  Un ecosistema siempre involucra a más de una especie vegetal que interactúan con factores abióticos. Invariablemente la comunidad vegetal está compuesta por un número de especies que pueden competir unas con otras, pero que también pueden ser de ayuda mutua.

  Pero también existen otros organismos en la comunidad vegetal: animales, hongos, bacterias y otros microorganismos. Así que cada especie no solamente interactúa con los factores abióticos sino que está constantemente interactuando igualmente con otras especies para conseguir alimento, cobijo u otros beneficios mientras que compite con otras (e incluso pueden ser comidas). Todas las interacciones con otras especies se clasifican como factores bióticos; algunos factores bióticos son positivos, otros son negativos y algunos son neutros.

  Factores Limitantes y Ley del Mínimo

  Óptimos y Rangos de Tolerancia

  Veremos ahora la manera en que diferentes especies se "ajustan" a condiciones ambientales diferentes. Enfatizaremos las plantas porque es más fácil ilustrar los principios con ellas.

  A través de observaciones de campo (observaciones de cosas como existen en la naturaleza en contraposición a experimentos de laboratorio), podemos llegar a la conclusión que especies diferentes de plantas varían grandemente en cuanto a su tolerancia (capacidad para soportar) a diferentes factores abióticos. Esta hipótesis ha sido examinada y verificada a través de experimentos llamados "pruebas de estrés".

  Se cultivan plantas en una serie de cámaras en la que pueden controlarse todos los factores abióticos; de esta manera, el factor simple que estudiamos puede variarse de manera sistemática mientras que todos los demás factores se mantienen constante.

  Por ejemplo, mantenemos la luz, el suelo, el agua y otros con iguales valores en todas las cámaras pero variamos la temperatura de una cámara a otra (para así distinguir el efecto de la temperatura de los demás factores).

  Los resultados muestran que, partiendo desde un valor bajo, a medida que se eleva la temperatura las plantas crecen mejor y mejor hasta alcanzar una tasa máxima de crecimiento. Sin embargo, si se sigue elevando la temperatura las plantas empiezan a mostrar estrés: no crecen bien, sufren daños, y finalmente mueren.

  La temperatura a la cual se presenta la máxima tasa de crecimiento se llama la temperatura óptima. La gama o rango de temperatura dentro del cual hay crecimiento se llama el rango o gama de tolerancia (para la temperatura). Las temperaturas por debajo o por encima de las cuales las plantas no crecen se llaman los límites de tolerancia.

  Experimentos similares han sido realizados con la mayoría de los demás factores abióticos. Para cada factor estudiado, los resultados siguen el mismo patrón general: Hay un óptimo, que permite el máximo crecimiento, un rango de tolerancia fuera del cual hay un crecimiento menos vigoroso, y límites por debajo o por encima de los cuales la planta no puede sobrevivir.

  Desde luego, no todas las especies han sido examinadas para todos los factores; sin embargo, la consistencia de tales observaciones nos lleva a la conclusión de que este es un principio biológico fundamental. Entonces podemos generalizar diciendo que cada especie tiene 1) un óptimo, 2) un rango de tolerancia, y 3) un límite de tolerancia con respecto a cada factor.

  Además del principio de los óptimos, este tipo de experimentos demuestra que las especies pueden diferir marcadamente con respecto al punto en que se presenta el óptimo y los límites de tolerancia. Por ejemplo, lo que puede ser muy poca agua para una especie puede ser el óptimo para otra y puede ser letal para una tercera.

  Algunas plantas no toleran las temperaturas de congelamiento (esto es, la exposición a 0º C o menos es fatal). Otras pueden tolerar un congelamiento ligero pero no intenso, y algunas realmente requieren varias semanas de temperaturas de congelamiento para completar sus ciclos de vida.

  Lo mismo puede decirse para los demás factores. Pero, mientras que los óptimos y los límites de tolerancia pueden ser diferentes para especies diferentes, sus rangos de tolerancia pueden sobreponerse considerablemente.

  De esta manera, los experimentos controlados apoyan la hipótesis de que las especies difieren en su adaptación a los diversos factores abióticos. La distribución geográfica de una especie puede estar determinada por el grado en el cual sus requerimientos son cumplidos por los factores abióticos presentes. Una especie puede prosperar donde encuentra condiciones óptimas; sobrevive malamente cuando las condiciones difieren de su óptimo. Pero no sobrevivirá en aquellos lugares donde cualquier factor abiótico tenga un valor fuera de su límite de tolerancia para ese factor.

  Algunos de los principios adicionales de la "ley" de la tolerancia se enuncian como sigue:

  1. 
     
  2. Los organismos pueden tener un rango de tolerancia muy amplio para un factor y otro muy estrecho para otros factores.
  3. Los organismos con rangos amplios de tolerancia para todos los factores son los que tienen mayor oportunidad de distribuirse extensamente.
  4. Cuando las condiciones no son óptimas para una especie respecto a un factor ecológico, los límites de tolerancia suelen reducirse en lo que respecta a otros factores ecológicos. Por ejemplo, Penman encontró que cuando el nitrógeno del suelo es limitante, la resistencia del pasto a la sequía disminuye. En otras palabras, descubrió que se necesita más agua para prevenir la marchitez cuando las concentraciones de nitrógeno son bajas que cuando son altas.
  5. Con mucha frecuencia, se descubre que en la naturaleza los organismos no viven en realidad en las gamas óptimas (determinadas experimentalmente) de un factor físico en particular. En esos casos, algún otro factor o factores tienen mayor importancia. Ciertas orquídeas tropicales, por ejemplo, crecen mejor bajo la luz solar directa que a la sombra, siempre y cuando se les mantenga. En la naturaleza sólo se les encuentra a la sombra, ya que no resisten el calor de la luz solar directa. En muchos casos, las interacciones de las poblaciones (como competencia, depredación, parasitismo, etc.) evitan que los organismos obtengan ventajas de las condiciones físicas óptimas.
  6. La reproducción suele ser un periodo crítico en el que los factores abióticos o ambientales tienen grandes probabilidades de volverse limitantes. En esos casos, los límites de tolerancia del individuo y sus semillas, huevos, embriones, plántulas o larvas suelen ser más estrechos que los de las plantas o animales adultos cuando no se están reproduciendo. En consecuencia, un ciprés adulto crecería continuamente si estuviera sumergido en agua o si viviera en tierras áridas, pero no se reproduciría a menos que existieran suelos húmedos, pero no inundados, sobre los cuales se desarrollaran las nuevas plántulas. Ciertos cangrejos adultos y muchos otros animales marinos son capaces de tolerar aguas salobres o dulces con elevada concentración de cloruros, por lo que no es raro encontrarlos a buena distancia río arriba. Las larvas, sin embargo, no pueden sobrevivir en esas aguas, por lo que esas especies no pueden reproducirse en los ambientes fluviales y jamás llegan a establecerse de modo permanente. La esfera geográfica de las aves rapaces suele depender del impacto del clima sobre los huevos y polluelos, y no de sus efectos sobre los organismos adultos. Como éstos, existen centenares de ejemplos más.

  Para denominar los grados relativos de tolerancia se utilizan los prefijos esteno (estrecho) y euri (amplio); así, estenotérmico-euritérmico se refiere a temperatura, estenohídrico-eurihídrico se refiere al agua, estenohalino-eurihalino se refiere a salinidad, estenofágico-eurifágico se refiere a alimentación y estenoico-eurioico se refiere a selección del hábitat.

  Factores Limitantes y Ley del Mínimo

  La Ley del Mínimo de Liebig

  La idea de que un organismo no es más fuerte que el eslabón más débil en su cadena ecológica de requerimientos fue expresada claramente por Justus Liebig en 1840. Liebig fue uno de los pioneros en el estudio del efecto de diversos factores sobre el crecimiento de las plantas.

  Descubrió, como saben los agricultores en la actualidad, que el rendimiento de las plantas suele ser limitado no sólo por los nutrientes necesarios en grandes cantidades, como el dióxido de carbono y el agua, que suelen abundar en el medio, sino por algunas materias primas como el cinc, por ejemplo, que se necesitan en cantidades diminutas pero escasean en el suelo. La afirmación de Liebig de que "el crecimiento de una planta depende de los nutrientes disponibles sólo en cantidades mínimas" ha llegado a conocerse como "ley" del mínimo de Liebig.

  

  La Ley del Mínimo fue reenunciada por Bartholomew (1958) para que fuese aplicable al problema de la distribución de especies y que tuviera en cuenta los límites de tolerancia de la manera siguiente: La distribución de una especie estará controlada por el factor ambiental para el que el organismo tiene un rango de adaptabilidad o control más estrecho.

  Es importante enfatizar que tanto demasiado como demasiado poco de cualquier factor abiótico simple puede limitar o prevenir el crecimiento a pesar de que los demás factores se encuentren en, o cerca de, el óptimo. Esta modificación de la ley del mínimo se conoce como la Ley de los Factores Limitantes. El factor que esté limitando el crecimiento (o cualquier otra respuesta) de un organismo se conoce como el factor limitante.

  La razón por la cual una especie de un ecosistema no penetra indefinidamente en un ecosistema adyacente se debe a que con frecuencia se enfrenta a uno o más factores abióticos en el sistema adyacente que son limitantes. Sin embargo, los factores biológicos como depredación, enfermedad, parásitos y competencia por otras especies también pueden ser factores limitantes.

  Con respecto a las plantas, el factor abiótico que con mayor frecuencia es limitante en los ecosistemas terrestres naturales es el agua. El agua es el principal factor de definición de los principales biomas en bosques, pastizales y desiertos. Esto ocurre de la manera siguiente:

  La cantidad óptima de lluvia para muchas especies de árboles es de alrededor de 150 cm por año; ellos alcanzan su límite (inferior) de tolerancia alrededor de 75 cm por año.

  Los pastos (gramíneas) tienen un límite inferior para el agua mucho menor, alrededor de 25 cm por año, pero hay especies de cactus y otras plantas especializadas que pueden sobrevivir con tan poco como 5 a 10 cm por año.

  A consecuencias de ello, los ecosistemas naturales de regiones con pluviometrías superiores a 100 cm por año son típicamente bosques. Las regiones con 25 a 75 cm de lluvia son típicamente pastizales (sabanas), y las regiones con menos de 25 cm de lluvia presentan una vegetación esparcida con especies como cactus, artemisas y similares.

  Tales áreas son reconocidas como desiertos. Como es de esperarse, en los valores intermedios de lluvia, los bosques penetran en los pastizales y estos, a su vez, en los desiertos.

  También la temperatura juega un papel en limitar las principales comunidades de plantas. Sin embargo, excepto en el frío extremo (que origina la tundra o hielo permanente), el efecto de la temperatura se superpone al de la pluviometría. Esto es, el bosque se encuentra donde se presenta una precipitación annual de 100 cm o más, pero la temperatura determinará la clase de bosque. Los abetos y píceas son lo que pueden enfrentar mejor los inviernos severos y las cortas estaciones de crecimiento que se encuentran en las regiones nórdicas y/o altas elevaciones. Los árboles deciduos, que se desprenden de sus hojas y entran en un período de letargo, también resisten bien las temperaturas invernales bajo cero, pero ellos requieren de una estación de crecimiento más prolongada.

  Por lo tanto, las especies decíduas de árboles predominan en latitudes más templadas donde es adecuada la precipitación. Finalmente, en los bosques tropicales predominan los árboles de hoja ancha y siempre verdes debido a que estas especies, que no toleran temperaturas de congelamiento, son más exitosas donde exista una estación contínua de crecimiento. Igualmente, un desierto caliente tiene especies diferentes a las encontradas en un desierto frío, pero las áreas que reciban menos de 25 cm de precipitación serán, en ambos casos, desiertos con apenas unas pocas especies tolerantes de la sequía.

  La temperatura también ejerce alguna influencia debido a su efecto sobre la evaporación de agua: el agua se evapora más rápidamente a temperaturas superiores.

  Consecuentemente, las transiciones de desiertos a pastizales y de pastizales a bosques se encuentran en niveles mayores de precipitación en las regiones cálidas y en niveles inferiores de precipitación en regiones frías.

  En las regiones más al norte, la capa superficial de suelo se descongela cada verano pero permanece congelado permantentemente (permafrost) unos pocos centímetros debajo de la superficie. Este factor limita la extensión hacia el norte de los bosques de coníferas de abetos y píceas pero permite el crecimiento de pequeñas plantas resistentes que ocupan la tundra. Desde luego, las temperaturas todavía más frías limitan la vegetación de tundra y producen los casquetes polares de hielo.

  Por todo lo anterior, la distribución de las especies vegetales que caracterizan los principales biomas del planeta está determinado en gran parte por los factores abióticos de precipitación y temperatura. Sin embargo, es frecuente que otros factores abióticos causen variaciones dentro del bioma principal.

  Por ejemplo, dentro de los bosques de caducifolias del Este de Estados Unidos, generalmente predominan los robles y nogales sobre los suelos rocosos, pobres y bien drenados; las hayas y arces se encuentran en los suelos más ricos.

  Dicho de otra manera, dentro del bioma bosque de caducifolias (decíduo), el tipo de suelo frecuentemente es el factor que determina la distribución de ciertas especies de árboles. Igualmente, la abundancia relativa o ausencia de ciertos nutrientes en el suelo puede determinar la distribución de varias especies en los pastizales

  En ciertos casos, un factor abiótico diferente a la precipitación o temperatura puede ser el factor limitante principal. Por ejemplo, la banda de tierra próximo a la costa recibe frecuentemente una aspersión salada desde el océano, una factor que relativamente pocas plantas pueden tolerar, por lo que esta banda es ocupada por una comunidad única de plantas tolerantes a la sal.

  Otro ejemplo es una roca con poco o sin suelo. Tal área puede tener una rica comunidad de musgos y líquenes similar a una tundra, pero aquí el factor limitante es la ausencia de suelo. La concentración de sal es comúnmente el factor limitante en la distribución de plantas y animales acuáticos. La disponibilidad de luz es el factor que determina la cantidad y clase de vegetación debajo de los árboles en un bosque. Casi no hay vegetación bajo un bosque denso siempre verde debido a la ausencia de luz.

  En un bosque deciduo, hay especies en el sotobosque que se aprovechan de la falta de cobertura a principios de la primavera; otras especies aprovechan la luz al final del otoño luego que han caído las hojas de los árboles. El fuego también es un factor muy significativo que limita algunas especies pero no a otras.

  Un factor abiótico secundario puede ser crucial, especialmente en las áreas de transición. Por ejemplo, considere un área con una precipitación de más o menos 25 cm, lo que viene a ser la cantidad fronteriza entre desierto y pastizal. En tal área, un suelo con buena capacidad de retención de agua puede presentar pastos mientras que un suelo arenoso con poca capacidad retentiva solamente tendrá especies desérticas.

  Los ecólogos, frecuentemente, hablan en términos de microclimas. Los patrones prevalecientes de precipitación y temperatura de la región crea un clima global que determina el bioma principal. Sin embargo, cualquier otra cantidad de factores pueden intervenir y provocar que las condiciones sobre o cerca del suelo sean marcadamente diferentes.

  El microclima abarca las condiciones particulares desde el piso hasta una altura de 2 metros. Así que, cuando se consdiera las interrelaciones de un organismo con su ambiente, debe tenerse en cuenta el microclima de su localidad particular. Debemos enfatizar de nuevo que todos los factores abióticos interactúan unos con otros para crear el ambiente resultante.
   

  Los Elementos abioticos (agua, suelo, luz, temperatura y atmosfera)

  Los elementos abióticos son los distintos componentes que establecen el espacio físico en el cual habitan los seres vivos (bióticos).
  
  A continuación se describen algunos de los elementos abioticos mas importantes:
  
  - Agua
  Si dividimos la superficie la nuestro planeta en 10 partes iguales, siete de ellas estarían compuestas por agua, por lo que tranquilamente nuestro planeta se podría llamar Agua en lugar de Tierra.
  

  El origen del agua está íntimamente ligado al de la corteza terrestre debido a que los océanos se crearon a partir de “exudaciones” de la roca.

  El agua se recicla constantemente. Se limpia y renueva gracias al sol, la tierra y el aire, para mantener el equilibrio en la Naturaleza. Dicho en otras palabras el agua que tomamos ahora es la misma que tomaban nuestros antepasados pero reciclada. En estos momentos podrías estar tomando el mismo agua que tomo Ramses II, Edgar Alan Poe o simplemente un Tiranosaurio Rex.

  Ver más información  acerca del agua.

  - Suelo

  Es la cubierta superficial que cubre la tierra. Está compuesto de minerales y partículas orgánicas que se producen por la acción combinada entre el viento, el agua y la temperatura.

  El suelo es el hábitat de conjunto de microorganismos y pequeños animales que constituyen el llamado edafon

  Las alteraciones que sufren las rocas, hasta llegar a constituir el suelo,  se denomina, meteorización. Este  proceso consiste en el deterioro y la transformación que se produce en  la roca al fragmentarse por diferentes factores (físicos, químicos, biológicos, etc.).

  La lluvia, el viento y los cambios de temperatura son factores físicos más importantes que intervienen en la erosión de la roca. Esta se rompe formando rocas cada vez más pequeñas y se incorporan al suelo.

  Los minerales que poseen las rocas, al entrar en contacto con el agua o el aire, se disuelven o se oxidan, dando origen a nuevas sustancias químicas con propiedades diferentes a las de los minerales primitivos. Estos nuevos minerales al entrar en contacto con la roca inician su oxidación logrando una lenta descomposición (erosión por factores químicos)

  Los animales y plantas también interaccionan con la roca (factores biológicos).  Los primeros la erosionan al excavar o al depositar sus excrementos en ella.  Las plantas, por la presión de las raíces crecer, también producen una fragmentación de la roca.

  Los restos de animales y plantas luego de un proceso de descomposición,  forman lo que se llama humus.

  Los suelos pueden cambia mucho su composición de un lugar a otro. La estructura física del suelo en un lugar dado está determinada por el tipo de material geológico del que se origina, por la cubierta vegetal, por la cantidad de tiempo en que ha actuado la meteorización, por la topografía y por los cambios artificiales resultantes de las actividades humanas.

   Las variaciones del suelo son lentas y graduales, excepto cuando se originan por un desastre natural.  El cultivo de la tierra priva al suelo de su cubierta vegetal y de mucha de su protección contra la erosión del agua y del viento.

  El hombre, desde hace miles de años se dedico a contaminar el suelo depositando sustancias químicas y desechos de todo tipo y color. Tanto industrial como domésticas, ya sea a través de residuos líquidos, como las aguas servidas de las viviendas, o por contaminación atmosférica, debido al material articulado que luego se precipita a la tierra (lluvia acida) el suelo es continuamente agredido.

  
  

  - Luz

  La luz es un factor abiótico esencial del ecosistema, dado que constituye el suministro principal de energía para todos los organismos. La energía luminosa es convertida por las plantas en energía química gracias al proceso llamado fotosíntesis. Ésta energía química es encerrada en las sustancias orgánicas producidas por las plantas. Es inútil decir que sin la luz, la vida no existiría sobre la Tierra.

  La luz visible no es la única forma de energía que nos llega desde el Sol. El Sol nos envía varios tipos de energía, desde ondas de radio hasta rayos gamma. La luz ultravioleta (UV) y la radiación infrarroja (calor) se encuentran entre estas formas de radiación solar. Ambas son factores ecológicos muy valiosos.

  
  - Temperatura

  Ésta es un factor fundamental en la vida de los organismos ya que regula las funciones vitales que realizan las enzimas de carácter proteico. Cuando la temperatura es muy elevada o muy baja, estas funciones se paralizan llevando a la destrucción de los organelos celulares o la propia célula.

  Organismos tales como aves y mamíferos invierten una gran cantidad de su energía para conservar una temperatura constante óptima con el fin de asegurar que las reacciones químicas, vitales para su supervivencia, se realicen eficientemente

   

  MOLÉCULAS BIOLÓGICAS

  
  

  
  
  

  

  
  

  MOLÉCULAS BIOLÓGICAS.

  
  Los bioelementos o elementos biogénicos  son las sustancias químicas que se encuentran conformando los seres vivos.

       Los más abundantes son: C, H, O, N.

       Le siguen: Na, Ca, Mg, k, Fe

       Y están los trazas como Co, Se, Mo y Zn

  En química lo orgánico se refiere a las moléculas que tienen un esqueleto de carbono unido por átomos de hidrógeno.

  Las moléculas inorgánicas son mucho menos variadas y más simples que las orgánicas. Las moléculas  orgánicas son diversas e interactúan en forma complicada.

  Todas estas interacciones moleculares dan a la célula capacidad de realizar las funciones vitales: Nutrirse, reproducirse y relacionarse con el medio que la rodea.

  La  variabilidad  y funcionalidad  de estas moléculas biológicas orgánicas se debe a la versatilidad del átomo de carbón que tiene 4 electrones en su capa externa en la que caben 8, lo que le da una alta capacidad de combinarse, pues este átomo  se estabiliza   si se enlaza con otros 4  o formando enlaces dobles o triples. De esta manera las biomoléculas  pueden asumir formas complejas como cadenas ramificadas, anillos, láminas, hélices o tubos.

  

  La vida  ensambla moléculas pequeñas que luego se unen entre si formando moléculas grandes (macromoléculas). Las unidades pequeñas se denominan monómeros y las  cadenas de estos se llaman polímeros. Como ejemplo de esto están los nucleótidos, que son los monómeros que forman polímeros llamados ácidos nucleicos.
  
  
  

  

  
  

  Grupos funcionales en las moléculas biológicas: Son grupos de átomos que determinan las características y la reactividad química de las moléculas.

  Estos grupos son los principales responsables de la reactividad química del compuesto porque son menos estables que el esqueleto de carbón.

  Grupo	Estructura	Propiedades	Esta en
  HIDROXILO	-OH	Reacciones de deshidratación e hidrólisis	Azúcares, almidón, ácidos nucleicos y alcoholes
  CARBONILO	-CO	Forma parte de las moléculas hidrofílicas	Azucares, hormonas, algunas vitaminas
  CARBOXILO	-COOH	Participa en enlaces peptídicos	Aminoácidos y ácidos grasos
  AMINO	-NH2	Participa en enlaces peptídicos	Aminoácidos y ácidos nucleicos
  SULFHIDRILO	-SH	Forma enlaces sulfuros en las proteínas	Proteínas
  FOSFATO	=PO4	Enlaza nucleótidos en ácidos nucleicos	Ácidos nucleicos y fosfolípidos.

  Aunque hay enorme diversidad de las moléculas biológicas estas pertenecen a cuatro categorías generales:

  1.     Carbohidratos.

  
  

  2.     Ácidos nucleicos

  
  

  3.     Proteínas

  
  

  4.     Lípidos

  CARBOHIDRATOS:
  
  
  

  

  
  

  Estas moléculas están compuestas por Carbono, Hidrógeno y oxígeno en una proporción 1:2:1

  Son azúcares solubles en agua.

  Si lo forma una molécula de azúcar es monosacárido  y si son varias moléculas es polisacárido (Disacárido si es de 2 monosacáridos)

  Los monosacáridos tienen un esqueleto de 3-7 átomos de carbono a los que se unen un hidrógeno y un grupo hidroxilo.   La fórmula aproximada:

      (CH2O)n         n= Número de carbonos del esqueleto.

  La glucosa es el monosacárido más común de los organismos vivos y su fórmula es: C6H12O6
  
  

  Los polisacáridos pueden ser: Reserva energética como en el caso del glucógeno que se guarda en el hígado o músculos en los animales y es una cadena de glucosa  que se utiliza cuando el cuerpo lo requiere.
  

  

  
  
  
  

  También pueden ser estructurales como lo es la celulosa que  forma parte de las paredes celulares vegetales, es una cadena de  glucosa, en la que  cada unidad sucesiva esta rotada 180°.
  

  

  
  

  Otro ejemplo lo constituye la quitina que conforma el  exoesqueleto de los artrópodos como  escarabajos y arañas. Es un  polisacárido de glucosa con un grupo funcional nitrogenado.
  
  

  

  LAS PROTEÍNAS
  
  
  

  

  
  

  Son polímeros compuestos por cadenas de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos.

  Una proteína puede tener hasta 4 niveles de estructura:

  1.     Primaria: Secuencia de aminoácidos. (Determinada por genes)  

  2.     Secundaria: son las dos estructuras  simples y repetitivas que se mantienen por enlaces de hidrógeno: Hélice  o Lámina plegada. 

  3.     Terciaria: Pliegues de la proteína determinados por las interacciones de sus grupos funcionales.

  4.     Cuaternaria: Cuando una proteína consta de más de una cadena polipeptídica. Estos polipéptidos individuales se unen unos a otros por enlaces de hidrógeno o puentes disulfuro.

  Las funciones de las proteínas se relacionan con sus estructuras tridimensionales, estas se pueden resumir así:
  
  
  

  

  
  

  1.    Son estructurales, como el colágeno que forma parte de la piel o la queratina que forma parte de las uñas, escamas, plumas, cuernos y cabello.

  2.    Son enzimas catalizadoras de reacciones en el metabolismo. La amilasa de la saliva rompe el almidón.

  3.    Colaboran en el movimiento corporal: La Miosina y la Actina juegan un papel crucial en la contracción muscular.

  4.    Tienen función de regulación: Como la Insulina en la regulación de la glucosa para la asimilación de esta en la célula.

  5.    Función de señalización: Como el factor de transcripción del ADN que señala que porción de este transcribir.

  6.    Función de transporte: Como la hemoglobina que transporta oxígeno o la albúmina que transporta nutrientes a través del cuerpo.

  ACIDOS NUCLEICOS:
  
  
  

  

  
  

  Polímeros encargados de la herencia en los seres vivos. Están compuestos por monómeros denominados nucleótidos formados por un grupo fosfato, una ribosa y una base nitrogenada que puede ser: Adenina, Timina, guanina y citosina.

  Los ácidos nucleicos son:

  ADN (Ácido Desoxirribonucleico) :

  ·         Cadena doble de nucleótidos

  ·         Posee Desoxiribosa como molécula de azúcar

  ·         4 bases nitrogenadas A,T,G,C (Adenina, Timina, Guanina, Citosina)

  ·         Solo está en el núcleo

       ARN (Ácido Ribonucleico):

  ·         Cadena sencilla de nucleótidos

  ·         Posee ribosa como molécula de azúcar

  ·         4 bases nitrogenadas  A,U,G,C ( Adenina, Uracilo, Guanina, Citosina)

  ·         Está en núcleo y citoplasma

  Hay nucleótidos que actúan como portadores de energía: ATP ( Adenosín trifosfato)

      LIPIDOS:
  
  
  

  

  
  

  Los lípidos son un grupo de sustancias que contienen regiones compuestas casi completamente por H y C.  Son  insolubles en agua o sea  hidrofóbicos y muy solubles en disolventes orgánicos como el éter o el cloroformo.

  Los monómeros que constituyen a los lípidos son los ácidos grasos.

  Se clasifican en 3 grupos principales.

  1.    Aceites grasas y ceras: con estructura parecida y solo contiene carbono, hidrógeno y oxígeno

  La grasa es un lípido grande hecho a partir de 2 moléculas más pequeñas: glicerol y ácidos grasos.

  Los ácidos grasos componentes de las grasas pueden ser saturados o sea que contienen todo el hidrógeno que pueda contener (son grumos sólidos a temperatura ambiente), e insaturados cuando hay enlaces dobles en algunos carbonos y por consiguiente menos hidrógenos.

  ·           Son reserva de energía. 1gr de grasa = 2gr de almidón

  ·           Forman cubiertas impermeables en los cuerpos de plantas y animales.

  Los triglicéridos sinónimo de grasa: Son tres ácidos grasos unidos a un glicerol.

  Las ceras: Son más hidrofóbicas que las grasas por eso son cubiertas naturales efectivas  de frutas e insectos y los protegen contra la resequedad.

  2.    Fosfolípidos: Constituyentes esenciales de las membranas celulares.
  

  

  
  

  Son de estructura similar a los triglicéridos pero tienen fósforo y solo 2 ácidos grasos.
  
  

  3.    Esteroides: Lípidos con 4  anillos de carbono fusionados a partir de los cuales surgen varios grupos funcionales.

  

  
  Son esteroides: el colesterol, la testosterona y los estrógenos como ejemplos.
  
  

  - Atmosfera

  Está compuesta por una mezcla de varios gases que rodea un objeto celeste (como la Tierra) cuando éste cuenta con un campo gravitatorio suficiente para impedir que estos escapen.

  a atmósfera terrestre está constituida principalmente por nitrógeno (78%) y oxígeno (21%). El 1% restante lo forman el argón (0,9%), el dióxido de carbono (0,03%), distintas proporciones de vapor de agua, y trazas de hidrógeno, ozono, metano, monóxido de carbono, helio, neón, kriptón y xenón.

  Las actividades humanas están variando la composición global de la atmósfera terrestre. Uno de los principales impactos, debido fundamentalmente al uso de combustibles fósiles, ha sido el incremento de la concentración de dióxido de carbono que puede afectar al clima planetario a través del proceso conocido como efecto invernadero. La emisión de dióxido de azufre y de óxidos de nitrógeno emitidos a la atmósfera por las industrias y los vehículos origina la lluvia ácida, de efectos dañinos sobre el medio ambiente.