Módulo I TEORÍA DE SISTEMAS
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Este documento presenta una introducción a la ecología de ecosistemas. Explica conceptos clave como ecosistema, estructura, funciones, dinámica y propiedades emergentes. Describe las interacciones entre los componentes bióticos y abióticos, así como los flujos de energía y materia. También analiza los procesos de sucesión ecológica y los factores que pueden causar regresiones en los ecosistemas.
Módulo I TEORÍA DE SISTEMAS
- 1. UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL FRANCISCO DE MIRANDA AREA DE TECNOLOGÍA PROGRAMA DE CS. AMBIENTALES UNIDAD CURRICULAR ECOLOGÍA II Lic. Isabel Olivares M.Sc. ECOLOGÍA DE ECOSISTEMAS Santa Ana de Coro; 28 de Enero de 2009
- 2. INTRODUCCIÓN La Unidad Curricular Ecología II tiene un enfoque ecosistémico, donde en primer lugar se analizarán las características más relevantes del medio abiótico, y posteriormente se presentarán los principales “actores” y su papel trófico. Los organismos serán analizados desde el punto de vista comunitario y de grupos funcionales, prestando especial atención a las interacciones tróficas directas e indirectas, así como a la interacción entre los componentes bióticos y abióticos. Finalmente, sobre el marco teórico se expondrán las perturbaciones más frecuentes de estos ambientes y las actuales estrategias de manejo, conservación y rehabilitación.
- 3. ECOSISTEMA: •CONCEPTO Es un sistema complejo en el que interactúan los seres vivos entre sí y con el conjunto de factores o parámetros ambientales. El concepto, empezó a desarrollarse entre 1920 y 1930, tiene en cuenta las complejas interacciones entre los organismos que forman la comunidad (biocenosis) y los flujos de energía y materia que la atraviesan. •El flujo de nutrientes es el proceso funcional principal de los ecosistemas. •El límite de los Ecosistemas es difícil de precisar •Todos los procesos en los ecosistemas se encuentran totalmente acoplados al ciclo hidrológico. •Los ecosistemas presentan generalmente un comportamiento probabilístico en el espacio y en el tiempo, que puede desaparecer cuando la modificación del medio abiótico supera la capacidad de adaptación o respuesta de la biota.
- 4. ESTRUCTURA : Está representada por los componentes del Ecosistema es decir el biotopo y la biocenosis, así como los difrentes organismos que representan la red trófica. •El ambiente ecológico aparece estructurado por interfases o límites más o menos definidos, llamados ecotonos, y por gradientes direccionales, llamados ecoclinas, de factores físicoquímicos del medio. •La estructura física del ecosistema puede desarrollarse en la dirección vertical, en cuyo caso se habla de estratificación o biozonación, o en la horizontal.
- 5. •Estructura vertical. Un ejemplo claro e importante es el de la estratificación lacustre y la del bosque tropical.
- 6. Tomado de Maass J & Martínez A (1994) CIENCIAS especial 4
- 7. •Estructura horizontal. A veces son de carácter periódico. Algunos ecosistemas desarrollan estructuras horizontales en mosaico, como ocurre en extensas zonas bajo climas tropicales, donde alternan la llanura y el bosque o el matorral espinosos, formando un paisaje característico cuyas formas más abiertas se llaman sabana arbolada.
- 8. Función de regulación: La capacidad –natural - de los ecosistemas para regular el proceso ecológico y el sistema de soporte de vida, proveyendo y manteniendo un medio ambiente sano, y atmósfera, agua y suelo limpios. Función de sostén: La capacidad –natural de los ecosistemas para proporcionar espacio y sustrato a las actividades humanas. Función de producción: Esta función se relaciona con los recursos suministrados por la naturaleza, tanto materias primas para usos industriales como alimento o recursos energéticos.
- 9. Negentropía Es el proceso inverso de la entropía y esta definido por el paso de un estado de desorden aleatorio a otro estado de orden previsible. El término fue utilizado por primera vez por Claude Elwood Shannon y creado por Norbert Wiener. Los sistemas vivos son capaces de conservar estados de organización improbables (entropía). Este fenómeno aparentemente contradictorio se explica porque los sistemas abiertos pueden importar energía extra para mantener sus estados estables de organización e incluso desarrollar niveles más altos de improbabilidad. La negentropía, entonces, se refiere a la energía que el sistema importa del ambiente paramantener su organización y sobrevivir (Johannsen. 1975) Tarea 1 Analizar
- 10. DINÁMICA DE LOS ECOSISTEMAS Los ecosistemas cambian a lo largo del tiempo. Son capaces de mantener y aumentar su organización, reajustándose, adaptándose a cualquier tipo de variación, usando continuamente materia y energía. Los ecosistemas tienden a alcanzar su máxima estabilidad y madurez, es decir su CLIMAX, el proceso de consecución del clímax se denomina SUCESIÓN. Los ecosistemas más maduros del planeta se encuentran en aquellos lugares con climatología más estable. SELVA TROPICAL Y ARRECIFES CORALINOS. Si ocurre un cambio el CLIMAX se rompe y el ecosistema iniciaría otra sucesión. Este proceso de vuelta atrás se denomina REGRESIÓN. En la regresión suelen aparecer poblaciones de r estrategas ( oportunistas) Las principales regresiones se producen en los ecosistemas terrestres, debido a sobrepastoreo, talas excesivas, deforestación, erosión o incendios. Cuando el fenómeno es muy grave la comunidad puede perder su capacidad de regeneración. En los ecosistemas acuáticos la más importante es la regresión producida por contaminación con abonos y fertilizantes en aguas dulces y la contaminación del litoral y la sobreexplotación pesquera en el medio marino.
- 11. 12.2.- TENDENCIAS DE LAS SUCESIONES ECOLÓGICAS A medida que avanza una sucesión ecológica se observan una serie de cambios o tendencias generales: AUMENTO PROGRESIVO DE LA BIOMASA: DISMINUCIÓN DE LA PRODUCTIVIDAD AUMENTO DE LA BIODIVERSIDAD En general las r estrategas son sustituidas por las k estrategas. AUMENTO DE LOS NICHOS ECOLÓGICOS: Se produce un mayor aprovechamiento y el ecosistema se vuelve más complejo. AUMENTO DE LA ESTABILIDAD: Se establecen relaciones entre las especies, con múltiples retroalimentaciones, que contribuyen a la estabilidad. DISMINUCIÓN DEL FLUJO ENERGÉTICO QUE RECORRE EL ECOSISTEMA: Finalmente la energía pasa por muchos organismos por lo que se producen más pérdidas, el reciclado se produce instantáneamente por lo que la materia apenas tiene tiempo de estar en el medio antes de volver a ser capturada.
- 12. Propiedades emergentes: Son propiedades que aparecen cuando se combinan componentes para formar sistemas más grandes y complejos. Ejemplo la unión de H2 y O genera H2O. A medida que aumenta el número de componentes, parámetros e interacciones en un sistema, aumenta su complejidad y con esto la imposibilidad de la predicción de eventos. Pomeroy et al sugieren que la estabilidad funcional y estructural de los ecosistemas es una propiedad emergente, pues es mayor que la de las poblaciones individuales ¿Porqué? Tarea 2 Por el contrario la fotosíntesis, la asimilación y la respiración de la comunidad son predecibles o deterministas porque se mantienen en tasas relativamente estables
- 13. Interacciones y propiedades emergentes: Interacción Trófica: Subsistema primario, la energía fluye entorno al ecosistema por procesos que son parte integral del mismo. Ej: la fotosíntesis, la absorción de minerales, la descomposición de residuos orgánicos, etc. Interacción fisicoquímica o de mensajeros físicos y químicos: Subsistema secundario, Son factores, procesos e interacciones, que se conocen como historia natural y que sirven para controlar el movimiento o transformación de la materia y la energía. Ej: sonidos, sabores, olores, campos magnéticos, los ciclos circadianos que generan la floración y la migración de aves
- 14. Evolución de los ecosistemas escala temporal y Espacial: Los ecosistemas no evolucionan, ya que el control Genético de las poblaciones y la selección no opera a nivel de sistema, sino a nivel de sus componentes individuales, sin embargo, la vida y la evolución son posibles dentro de las restricciones que impone el ecosistema, ya que si el medio cambia también lo hará la especie.
- 15. Modelaje de ecosistemas. Modelos predictivos ecosistémicos Próxima clase
- 17. BIBLIOGRAFÍA 1. Maass J & Martínez A (1994) Los Ecosistemas: definición, origen e importancia del concepto CIENCIAS especial 4