Poblaciones y comunidades

Población es el conjunto de organismos de la misma especie que viven en un lugar determinado y que poseen una serie de características propias del grupo y no de los individuos que lo forman. Estas características son: densidad, natalidad, mortalidad, edad, distribución, potencial biótico, dispersión y forma de desarrollo. Además, poseen otras características genéticas, como son la adaptabilidad, la capacidad reproductiva y la persistencia, que es la probabilidad de dejar descendientes por períodos largos de tiempo. Hablamos de diferencias entre poblaciones y comunidades.

Conceptos de hábitat y nicho ecológico

Se conoce como hábitat al lugar donde vive un organismo o al lugar donde lógicamente se le podría encontrar.

El concepto de nicho ecológico no solamente incluye el espacio físico donde se desarrolla el organismo, sino también su papel funcional en la comunidad y cómo es coaccionado por las otras especies.

Densidad de población. Poblaciones y comunidades

Es el número de individuos por unidad de superficie o volumen. Se puede distinguir una densidad bruta, que es el número de individuos por unidad de espacio total, y una densidad relativa, que es el número de individuos por unidad de espacio realmente colonizable.

Los valores de densidad no son fijos, sino que están sujetos a máximos y mínimos condicionados por la acción de los factores físicos limitantes y por las acciones recíprocas con otras especies (competición).

pirámides de poblacion

Natalidad y mortalidad

El desarrollo de una población depende del equilibrio entre los valores de natalidad y mortalidad dentro de ella. La natalidad se refiere a la frecuencia de nacimientos en una población determinada. Se denomina natalidad absoluta o máxima a la producción teórica de descendientes suponiendo unas condiciones ideales del medio, y natalidad ecológica o real a la que verdaderamente se produce en las condiciones en que se encuentra la población.

La mortalidad se refiere al número de individuos que mueren en una población determinada. Al igual que la natalidad, la mortalidad se puede expresar como mínima o teórica, que es la que representa las pérdidas en condiciones ideales debidas sólo a la longevidad, y mortalidad ecológica o real, que es la referida a las pérdidas reales que se producen en las condiciones ambientales en las que verdaderamente se encuentra la población.

Distribución por edades

La proporción de los diversos grupos de edades en una población indica su capacidad de reproducción y, por tanto, su expansión en el futuro. Así, se pueden distinguir tres tipos de edades entre los individuos de una población: prerreproductiva, reproductiva y posreproductiva. Dependiendo de la abundancia de cada uno de ellos se distinguen varias poblaciones:

* En expansión: predominan los individuos jóvenes.
* Estable: se distribuyen uniformemente los distintos grupos de edad.
* Decadente: predominan los individuos de edad avanzada.

La forma habitual de representar la distribución de edad en una población es a través de las llamadas pirámides de edad, que llevan en ordenadas el número de años y en abcisas el número de individuos por cada año o grupo de años.

Fluctuaciones y oscilaciones

Aun en los casos más estables suelen producirse fluctuacio nes o cambios en el tamaño de la población. Estas fluctuaciones pueden ser debidas a muy diversos factores y se producen estacional o anualmente.

* Fluctuaciones estacionales: los cambios de estación traen consigo algunas variaciones de determinados factores ambientales que afectan a la población. Por ejemplo, este tipo de fluctuación es muy patente en los animales que poseen épocas reproductoras marcadas; así, las moscas abundan más durante el verano.

* Fluctuaciones anuales:
– Irregulares, regidas por diferencias anuales en el medio físico o por factores extrínsecos. Por ejemplo, las disminuciones producidas en cualquier población después de un invierno particularmente riguroso.
– Regulares, oscilaciones dependientes del dinamismo de la población o de factores intrínsecos a ella. Por ejemplo, los aumentos que se producen cada tres o cuatro años en las poblaciones de lemmings y que van seguidos de una dispersión alocada que termina con la muerte de un gran número de ellos.

Dispersión de la población

Es el movimiento de los individuos o de sus elementos reproductores (semillas, esporas, larvas) hacia dentro o hacia fuera del área de la población. Si el movimiento es exclusivamente hacia fuera se denomina emigración; si es exclusivamente hacia dentro, inmigración; y si se produce con salidas y regresos periódicos, migración. La dispersión complementa a la natalidad y mortalidad a la hora de medir el crecimiento y la densidad de una población.

Relaciones dentro de la población

Los organismos de una población pueden vivir aislados o asociarse de diferentes formas, según se cita a continuación:

Asociación entre organismos

Dos tipos distintos de asociación. A la izquierda, una de tipo colonial perteneciente a la hidromedusa Obelia (celentéreo); a la derecha una asociación estatal en un termitero, donde se aprecian muy bien los distintos tipos de individuos que lo componen: reina (1), rey (2), obreras (3) y soldado (4).

* Asociación colonial: individuos muy relacionados entre sí y con un origen común a partir de un huevo o de otro individuo. Los componentes de la colonia pueden tener la misma o diferente forma. Por ejemplo, las colonias de celentéreos.

* Asociación estatal: sociedad de individuos perfectamente organizados y diferenciados morfológica y fisiológicamente por la distinta función que tienen que realizar. Son asociaciones estatales las de las abejas, hormigas y termes.

* Asociación gregaria: los individuos se unen para realizar un fin común y se disgregan cuando lo han conseguido. Por ejemplo, las bandadas de cigüeñas que se unen para la migración.

* Asociación familiar la que se produce durante la época de cría. En la mayoría de los casos esta asociación se rompe cuando los hijos pueden valerse por sí mismos, pero en otras ocasiones perdura durante un tiempo más o menos prolongado.

La comunidad biótica

Es el conjunto de poblaciones relacionadas entre sí, que viven en un área natural determinada que recibe el nombre de biotopo o biocenosis. Dentro de las comunidades bióticas se pueden distinguir: las mayores, que ostentan un tamaño y un grado de organización tales que son relativamente independientes, y las menores, que dependen en mayor o menor medida de las agrupaciones vecinas.

No todos los organismos que forman la comunidad son igualmente importantes en cuanto a la caracterización de aquélla; sólo algunas especies ejercen mayor influencia por su número, tamaño o actividad. A estas últimas se las designa como dominantes ecológicos y a la medida de la importancia de cada uno de los organismos como predominio ecológico.

Ecotono y efecto de borde

La comunidad de transición que se establece entre dos comunidades contiguas se denomina ecotono. Contiene muchos organismos de las dos comunidades en contacto, así como especies propias.

En el punto de unión de las dos comunidades se aprecia una clara tendencia al aumento y la diversidad de las especies, lo que se conoce como efecto de borde.

Relaciones entre las especies de una comunidad

Las distintas especies que componen una comunidad pueden actuar entre sí de diferentes maneras, pudiéndose resumir todas ellas en tres grupos principales: las neutras, que no producen ni perjuicio ni beneficio, las positivas o beneficiosas y las negativas o perjudiciales.

* Interacciones neutras
– Neutralismo: ninguna de las dos poblaciones resulta afectada por su asociación con la otra.

* Interacciones positivas

tiburón y peces piloto

Un tipo de comensalismo es el que se establece entre los peces piloto y el tiburón. Los primeros acompañan siempre a este gran predador para aprovechar los desperdicios de las presas y el tiburón no se ve por ello afectado, ni beneficiado.


– Comensalismo: una de las poblaciones resulta beneficiada, pero la otra no se ve afectada. Es muy común entre los organismo móviles y fijos, y en el mar. Por ejemplo, las hormigas aprovechan un líquido azucarado que segregan los pulgones.
– Protocooperación: las dos poblaciones se benefician de la asociación, pero las relaciones no son obligatorias. Por ejemplo, muchos celentéreos se instalan sobre los cangrejos y así los primeros consiguen transporte y alimento a partir de los restos de las presas que capturan los cangrejos, y éstos obtienen camuflaje y protección, ya que los celentéreos disponen de células malolientes.
– Mutualismo: las dos poblaciones se benefician de la asociación, pero no pueden sobrevivir en condiciones naturales la una sin la otra. A esta asociación también se la conoce con el nombre de simbiosis. Un buen ejemplo es la asociación existente entre los ungulados y ciertos microorganismos que se instalan en su aparato digestivo y degradan la celulosa de los vegetales que ingieren.

El cangrejo ermitaño suele establecer relaciones de protocooperación con las anémonas de mar.

El cangrejo ermitaño suele establecer relaciones de protocooperación con las anémonas de mar.

* Interacciones negativas
– Competición directa: las dos poblaciones se inhiben directamente la una a la otra. Por ejemplo, la producción por parte de una planta de sustancias inhibitorias del crecimiento de otra.
– Competición indirecta: las dos poblaciones luchan por utilizar los mismos recursos, con lo que se produce una inhibición indirecta de unos individuos sobre otros. Por ejemplo, dos especies que habiten en una misma área geográfica y utilicen el mis mo alimento.
– Amensalismo: una de las dos poblaciones resulta inhibida, mientras que la otra no es afectada.

La tenia o solitaria es un parásito del hombre.

La tenia o solitaria es un parásito del hombre.


– Parasitismo: una de las dos poblaciones es más pequeña (parásito) y vive a expensas de la mayor (huésped). Los parásitos pueden ser obligatorios, cuando no pueden vivir separados del huésped, o facultativos, cuando pueden vivir fuera de él. Por ejemplo, la tenia es un parásito del hombre.
– Depredación: una de las dos poblaciones ataca directa mente a la otra, pero a la vez depende de ella. Por ejemplo, las rapaces diurnas se alimentan principalmente de pequeñas aves y mamíferos.

Los ecosistemas

Se denomina ecosistema al conjunto de organismos vivos y al ambiente inerte al que se encuentran ligados y con el que interactúan. Elementos constitutivos del ecosistema
* Sustancias inorgánicas: que intervienen en los ciclos de materiales. Las principales son el carbono, oxígeno, nitrógeno, anhídrido carbónico y agua.
* Sustancias orgánicas: que sirven de punto de unión entre los elementos bióticos y antibióticos del ecosistema. Las principales son las proteínas, hidratos de carbono, lípidos y productos húmicos.
* Factores climáticos: que incluyen la temperatura, viento y demás factores físicos.
* Organismos productores: que son los autótrofos, capaces de producir alimentos orgánicos a partir de sustancias inorgánicas. Los principales organismos productores son las plantas verdes.
* Organismos consumidores: son los heterótrofos, que consumen otros organismos o materia orgánica formada por partículas. En este grupo se incluyen, sobre todo, los animales.
* Organismos descomponedores: son los heterótrofos que desintegran la materia muerta, absorben algunos de los productos de descomposición y liberan sustancias simples que pueden ser utilizadas de nuevo por los organismos productores. A este grupo pertenecen las bacterias y los hongos.

Los tres primeros componentes constituyen la parte abiótica del ecosistema, mientras que los tres últimos forman la biomasa.

Mecanismos de producción y descomposición

Los mecanismos de producción de materia orgánica en el ecosistema son dos principalmente: la fotosíntesis y la quimiosíntesis.

* Fotosíntesis: la clorofila de las plantas verdes capta de la luz solar la energía necesaria para llevar a cabo el proceso de síntesis de hidratos de carbono, a partir del anhídrido carbónico y el agua, según la siguiente fórmula
6 CO2 + H2O (luz) ® C6H12O6 + 6 O2
Además de las plantas verdes, existen también unas bacterias capaces de realizar la fotosíntesis. Sus pigmentos son distintos de la clorofila y emplean, en lugar de agua, ácido sulfhídrico, según la reacción
12 SH2 + 6 CO2 ® C6H12O6 + 6 H2O + 12 S
La fotosíntesis bacteriana tiene una importancia secundaria en la producción global de materia orgánica y únicamente resulta interesante su aporte en las aguas estancadas.

* Quimiosíntesis: es un proceso de síntesis orgánica basado en la energía química en lugar de en la luminosa. Al grupo de los organismos quimiosintéticos pertenecen las bacterias sulfurosas (que obtienen la energía a partir de la oxidación del azufre), las bacterias del nitrógeno (oxidan componentes nitrogenados como el amoníaco) y las bacterias del hierro (obtienen la energía de la oxidación de compuestos ferrosos).

La energía necesaria para llevar a cabo tanto los procesos de producción como los de descomposición, se obtiene de la respiración aerobia o anaerobia. Por tanto, parte de la materia orgánica producida la emplea el mismo individuo para realizar la oxidación respiratoria.

Por su parte, la descomposición de la materia orgánica en inorgánica es llevada a cabo principalmente por los microorganismos heterótrofos o saprófagos. Su importancia es vital, ya que si no tuviera lugar, en poco tiempo todos los alimentos estarían ligados a seres muertos. Los procesos de descomposición liberan energía al ecosistema, al contrario de lo que sucede con los mecanismos de producción, que la absorben.

La energía del ecosistema

El flujo de energía de unos organismos a otros dentro del ecosistema va unido al flujo de materia orgánica. La cantidad de energía producida a partir de la luz solar se mide en términos de productividad.

Toda la materia orgánica sintetizada por los organismos autótrofos se denomina productividad bruta. La cantidad de materia orgánica que resta después de descontar la empleada en los procesos respiratorios se denomina productividad neta.

El flujo de la energía está sujeto a los principios de la termodinámica, por tanto, la energía ni se crea ni se destruye, simplemente va transformándose de unas formas en otras; además, no existe una
transformación de energía 100 por 100 eficaz, sino que parte se dispersa en energía no aprovechable.

Se denomina productividad primaria o básica a la energía fotosintética o quimiosintética almacenada en los organismos productores. La energía almacenada a nivel de los consumidores se designa productividad secundaria.

Estructura trófica y pirámides ecológicas

En cualquier ecosistema existen distintos niveles de alimen tación o niveles tróficos. En el primer nivel se encuentran los productores primarios (plantas verdes y bacterias quimiosintéticas), en el segundo nivel están los consumidores primarios (herbívoros que se alimentan directamente de plantas), en el siguiente los consumidores secundarios (carnívoros que se alimentan de herbívoros) y en el último los consumidores terciarios (predadores que se alimentan de otros carnívoros).

En cualquiera de los niveles descritos se pueden encontrar organismos parásitos, carroñeros y descomponedores.

La compleja estructura trófica descrita puede visualizarse a través de gráficas especiales, denominadas pirámides ecológicas. Estas pueden ser de tres tipos:
* Pirámide de números: en la que se expone el número de organismos individuales.
* Pirámide biomasa: basada en el peso seco total, el valor calórico o cualquier otra medida que dé una idea de la materia orgánica existente en cada nivel.
* Pirámide de energía: se muestra la velocidad de la corriente de energía o la productividad (o ambos conceptos a la vez) en cada uno de los niveles tróficos.

Los ciclos geoquímicos

Los elementos químicos que circulan del ambiente a los orga nismos y viceversa lo hacen siempre por unas vías más o menos circulares denominadas ciclos biogeoquímicos. Estos se pueden dividir en dos tipos básicos: los gaseosos, en los que el depósito del elemento principal se encuentra en la atmósfera o en el mar, y los sedimentarios, en los que el depósito se localiza a nivel de la corteza terrestre.

El ciclo sedimentario se ve con detalle en geología. Como ejemplos de ciclos gaseosos, el del nitrógeno y el del carbono, descritos en los dos gráficos siguientes.

Esquema simplificado del ciclo del nitrógeno en la biosfera.

Esquema simplificado del ciclo del nitrógeno en la biosfera.

Evolución del ecosistema

Este proceso, conocido como sucesión ecológica, se basa en la sucesión conjunta de comunidades que se van sustituyendo unas a otras en un área determinada, hasta que por fin el proceso culmina en un ecosistema estabilizado y denominado clímax. La sustitución de las especies en estas etapas seriales se deben a que las poblaciones modifican el medio físico y crean unas condiciones favorables para otras poblaciones.

En cuanto al clímax, en una región determinada hay que distinguir: un solo clímax climático, en equilibrio con el clima general, y varios clímax edáficos, modificados por las condiciones locales del sustrato. Hacia el primero es al que tiende toda sucesión ecológica.

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