Ecología

Introducción a la ecología

• Ecología: Estudio de las interacciones de los organismos y su ambiente.
  • Incluye componentes abióticos y bióticos.
  • Determina la distribución y abundancia de los organismos.

Objetivos de la ecología

• Explicar conceptos:
  • Ecología organismal
  • Ecología poblacional
  • Ecología de comunidades
  • Ecología de ecosistemas
  • Biosfera y biomas
• Reconocer biomas en Puerto Rico.
• Explicar factores bióticos (interacciones intra e inter específicas) y abióticos (lluvia, temperatura) que determinan el hábitat.

¿Qué es la Ecología?

• Término acuñado por Ernst Haeckel en 1869.
  • Oikos = casa, hogar
  • Logos = estudio de
  • Ecología = "estudio de la casa"
• Definición:
  • Ciencia que estudia las interacciones de los organismos y su ambiente, incluyendo componentes abióticos y bióticos.
  • Estas interacciones determinan la distribución y abundancia de los organismos.

Componente Biótico

• Organismos vivos que comparten el mismo ambiente.
• Pueden resultar en interacciones positivas o negativas.
  • Depredadores.
  • Competidores.
  • Descomponedores.
  • Parásitos.
  • Mutualistas.

Componente Abiótico

• Factores no vivos que influyen en el ambiente.
  • Temperatura.
  • Humedad.
  • Intensidad de luz.
  • Concentración de CO_2.
  • Concentración de O_2.
  • Viento.
  • Nutrientes disponibles.

Factores que determinan el hábitat de una especie

• Clima
  • Temperatura: Tiene el efecto más fuerte.
  • Precipitación.
  • Cantidad de luz.
  • Luz y disponibilidad de nutrientes: cruciales para dónde viven los organismos acuáticos.
• Dispersión e interacciones entre organismos.

El alcance de la investigación ecológica

• Ecología organismal.
• Ecología poblacional.
• Ecología de comunidades.
• Ecología de ecosistemas.
• Ecología de paisajes.
• Ecología global.

El alcance de la investigación ecológica

• Organismo:
  • Estudio de adaptaciones para vivir en un hábitat.
• Población:
  • Grupo de organismos de la misma especie en un área.
  • Se examinan tasas de natalidad y mortalidad.

El alcance de la investigación ecológica

• Comunidad:
  • Poblaciones de distintas especies que interactúan en la misma área.
  • Estudio de interacciones y su efecto en la dinámica de las poblaciones.

El alcance de la investigación ecológica

• Ecosistema:
  • Enfoque en el movimiento de energía y nutrientes a través del sistema biofísico.
• Paisaje:
  • Examen del mosaico de ecosistemas.
  • Estudio del intercambio de energía, materiales y organismos entre los ecosistemas.

El alcance de la investigación ecológica

• Biosfera:
  • Examen de las interacciones entre los ecosistemas y la atmósfera.
  • Cómo el intercambio de energía y materiales influye función y distribución de los organismos.
  • Ejemplo: Ciclo de carbono y cambio climático.

¿Qué determina la presencia de bosques tropicales o desiertos en un área geográfica?

• El clima.
• Factores y patrones que determinan estas regiones

Clima vs. Tiempo

• Tiempo (Weather): Combinación de temperatura, humedad, precipitación, viento, nubes en un lugar y tiempo determinado.
• Clima: Patrón promedio del tiempo a largo plazo y a distintas escalas (local, regional, global).
  • Cuatro componentes: temperatura, precipitación, viento y luz solar.

Radiación solar interceptada por la Tierra

• El sol es la fuente principal de energía del planeta.
• No toda la radiación solar que llega al planeta alcanza la superficie.
• Parte de la energía absorbida es re-emitida en forma de calor.

Efecto de Invernadero

• Gases en la atmósfera absorben la energía emitida por el planeta y la irradian nuevamente a la superficie.
  • H_2O
  • CO_2
  • Metano
  • Ozono
  • N_2O
  • Clorofluorocarbonos
• Crucial para mantener la temperatura del planeta.

Variación de la radiación solar con la latitud

• Ecuador: Radiación solar directa durante todo el año.
• Latitudes altas: Radiación en ángulo pronunciado, cubriendo más área.
  • El ángulo pronunciado hace que los fotones se encuentren con más partículas en la atmósfera y sean reflejados.

Patrones de exposición a la radiación solar y temperatura global

• Controlan la temperatura promedio global.

¿Qué da paso a las distintas temporadas?

• El movimiento de la Tierra alrededor del sol.
• La inclinación de la Tierra (23.5^(circ).

Patrones globales de circulación del aire y precipitación

• Importantes en la determinación de los patrones climáticos.
• Alta radiación solar en el ecuador provoca evaporación del agua en los trópicos; el aire caliente y húmedo asciende y se mueve hacia los polos.
• Las masas de aire que suben liberan agua y provocan fuertes precipitaciones, especialmente en los trópicos.
• Este fenómeno crea desiertos en latitudes 30°.
• Temperatura disminuye con elevación.
• El aire caliente sube (menos denso).
• El aire caliente retiene más humedad.
• Desiertos en latitudes 30.

Factores locales que afectan la precipitación

• Efecto de sombra de Lluvia: Causado por la presencia de cadenas de montañas.
  • El viento caliente y húmedo choca con las montañas y es empujado a subir.
  • Al subir, este viento se enfría, haciendo que el agua se precipite a un lado de la montaña, mientras que baja seco al otro lado.
  • Ejemplos: Hawaii, Andes in Chile entre otros.

Distribución de biomas terrestres

• Se puede predecir con dos variables: precipitación y temperatura.

El clima y la distribución de biomas terrestres

• Biomas: Zonas de vida caracterizadas por un tipo de vegetación predominante y factores abióticos presentes (ej. Desiertos, Bosques tropicales).
• La temperatura y la precipitación son los factores más importantes para determinar las ubicaciones de los biomas terrestres.

Gráfica climática

• Desierto: Mínima precipitación.
• Bosque tropical: Muestra la mayor variación en precipitación.
• Desierto: Muestra la menor variación.

Los ocho biomas principales

• Pastizales templados.
• Chaparrales.
• Tundras.
• Desiertos.
• Bosques tropicales.
• Bosques templados.
• Bosques boreales.
• Sabanas.

Bosques tropicales húmedos

• Localizados entre latitudes 10°N – 10°S.
• Precipitación y temperatura constante durante todo el año (entre 2,000 y 4,000mm).
• Vegetación dominante – árboles.
• Cuenta con el 50% de todos los animales y plantas del planeta.
• Los suelos no acumulan hojarasca a causa a altas tasas de descomposición.
• Los nutrientes son lavados del suelo por las fuertes lluvias.
• Plantas crean asociaciones con hongos para conseguir más nutrientes.

Bosques tropicales secos

• Localizados entre las latitudes 10° - 25°.
• Cuentan con una temporada seca y una húmeda.
• Árboles pierden sus hojas durante la temporada seca.
  • Ejemplo: Guánica, Puerto Rico.

Sabanas tropicales

• El área más seca del trópico y sub-trópicos.
• Vegetación dominante – hierbas y arbustos con algunos árboles.
• La densidad de árboles depende de la humedad disponible en el ambiente.
• Vegetación resistente a fuegos.
• Hay una marcada temporalidad en la precipitación.
• Sostiene un gran número de herbívoros grandes, carnívoros y carroñeros.

Desiertos

• Localizados en una banda alrededor de la latitud 30°, ocupando 20% del área terrestre del planeta.
• La mayoría en el hemisferio norte.
• El Sahara es el más grande (9 millones km^2).
• Característica dominante – baja cantidad de lluvia anual.
• Baja productividad y baja abundancia de animales.
• Sostienen organismos adaptados a condiciones extremas de sequía.
  • Ejemplos: Desierto de Atacama, Valle de la Muerte.

Chaparrales mediterráneos (Shrublands)

• Localizados entre la latitud 30° y 40°.
• Clima mediterráneo.
  • Veranos calientes y secos; inviernos húmedos y frescos.
  • Al menos un mes de sequía al año.
• Suelos con baja fertilidad.
• Vegetación dominante – arbustos.
• Vegetación adaptada a fuegos recurrentes y a poca disponibilidad de nutrientes.
• Arbustos y árboles siempre verde con hojas que conservan nutrientes y agua.

Pastizales templados

• Localizados entre la latitud 30° – 55°.
• Son de los biomas más extensos, principalmente en Norte América.
• Reciben entre 300-1000mm de lluvia al año, experimentan sequías que pueden durar varios años.
• Mayor precipitación durante el verano.
• Vegetación dominante – hierbas.
• Suelos muy fértiles.
• El pastoreo por herbívoros estimula el crecimiento de los pastos.

Bosques templados

• La mayoría se encuentra entre las latitudes 40° y 50°.
• Suelos fértiles, la materia orgánica se acumula en el suelo.
• Vegetación dominante – árboles con hojas deciduas.
• En otoño las hojas cambian de color y luego caen.
• En zonas con inviernos fuertes dominan las coníferas.
• Productividad primaria influenciada por temperatura y largo de la temporada de crecimiento.
• Poca diversidad, pero grandes cantidades de biomasa.

Bosques boreales (Taiga)

• Localizados en el hemisferio norte entre las latitudes 50°- 65°.
• Cubren ~11% del planeta.
• Vegetación dominante – árboles con hojas perenne de aguja (coníferas).
• Las bajas temperaturas limitan la temporada de crecimiento a unos pocos meses al año.
• Veranos cortos e Inviernos largos(~6 meses).
• Poca fertilidad en los suelos (bajas tasas de descomposición).
• Baja diversidad de especies.

Tundra

• Llanuras congeladas en el círculo ártico (latitudes >66.5°) en el hemisferio norte.
• Clima frío y seco.
• Veranos cortos, pero los inviernos no tienen temperaturas tan severas como los bosques boreales.
• Vegetación dominante – líquenes, musgos y pastos.
• Raíces concentradas en la parte superior del suelo que se descongela en primavera.
• Poca descomposición, se acumula la materia orgánica.

Pregunta rápida

• De esta gráfica, podemos concluir que:
  • b) La precipitación y la temperatura determinan los biomas.