SAINT GABRIEL'S SCHOOL

Ecología: Estudio de las relaciones mutuas de los

organismos con su medio ambiente físico y biótico

 

Introducción

Los seres vivos y el ambiente físico interactúan en una inmensa y compleja red de relaciones. La ecología es el estudio de las interacciones entre organismos (factor biótico) y entre los organismos y su ambiente físico.

A lo largo de los años, la evolución biológica ha procedido de lo sencillo a lo complejo, demostrándonos que siempre podemos identificar un nivel de complejidad creciente. Los niveles de organización biológica que más interesan a los ecólogos son los que se encuentran a nivel del organismo individual y sobre él. Un organismo pertenece a una población que es un grupo consistente en miembros de una misma especie que viven juntos en la misma zona y al mismo tiempo. Un ecólogo podrá estudiar, por ejemplo, una población de osos polares para ver el modo en que sus organismos viven e interactúan entre si, con otros organismos de la comunidad y con su ambiente físico.

Las poblaciones se organizan en comunidades. Una comunidad consiste en todas las poblaciones de todas las diferentes especies que viven e interactúan mutuamente en una zona Un ecólogo de comunidades podría estudiar el modo en que las especies interactúan entre sí, por ejemplo, estudiando quién se come a quién, en una comunidad tan pequeña como un estanque o tan grande como un arrecife de corales. Un ecosistema comprende una comunidad en una zona específica y la vincula con su ambiente abiótico. Así, un ecosistema consiste no sólo en todas las interacciones entre los organismos que viven en una comunidad, sino también en las interacciones entre los organismos y su ambiente físico. Un ecólogo podría examinar, por ejemplo, la manera en que temperatura, luz, precipitación y factores del suelo influyen en los organismos que viven en un desierto o en una bahía costera.

El mayor ecosistema, aquel que engloba a todos los demás es el planeta tierra, que en términos ecológicos recibe el nombre de Ecosfera. Ésta representa todas las interacciones de la biosfera, que comprende todas las comunidades biológicas del planeta. Los organismos de la biosfera dependen unos de otros y del ambiente físico de la Tierra : su atmósfera, hidrósfera y litosfera. La atmósfera es la envoltura gaseosa que rodea al planeta; la hidrósfera, la existencia terrestre de aguas; y la litosfera es el suelo y las rocas de la corteza terrestre.

 

Diagrama de círculos concéntricos

 

La población es una unidad importante de estudio ecológico.

Una población es un grupo de organismos vivos de una sola especie que viven en una zona geográfica común y en un tiempo determinado. La población es un nivel de organización biológico, que manifiesta características propias, interacciones entre sus miembros y relaciones con el ambiente.

La ecología de poblaciones estudia la abundancia y distribución de la población, explicando la cantidad de individuos de una especie dada y en un lugar, con parámetros de distribución y abundancia. Los ecólogos de poblaciones tratan de determinar los procesos comunes a todas las poblaciones. Estudian el modo en que una población interactúa con su ambiente

Otros aspectos de las poblaciones que interesan a los biólogos son su éxito o fracaso (extinción) biológico, su evolución, su genética y la forma en que influyen en el funcionamiento normal de comunidades y ecosistemas.

Densidad y distribución son características importantes de las poblaciones.

El tamaño de una población sólo es significativo cuando se definen los límites de esa población. Consideremos, por ejemplo, la diferencia entre mil ratones en 100 hectáreas y mil ratones en 1 hectárea .

La densidad de población es el número de individuos de una especie por unidad de superficie o de volumen en un momento dado.

Los distintos ambientes varían en la densidad poblacional de organismos de cualquier especie que soportan. Esta densidad también puede variar en un hábitat (ambiente local) de una estación a otra o de un año a otro. La densidad poblacional puede ser determinada en gran medida por factores externos en el ambiente.

Los individuos que integran la población a menudo exhiben patrones característicos de distribución por espaciamiento mutuo. Los individuos se distribuyen en grupos, de manera uniforme o al azar. La distribución en grupos (o agregada) al no ser aleatoria, a veces se denomina patrones de distribución.

Los organismos vivos forman grupos de distribución de acuerdo a características propias o del ambiente que los rodea. Cada tipo de distribución presenta características propias, cuales son:

La distribución agregada: es quizás el tipo más común y se presenta cuando los individuos se concentran en partes específicas del hábitat.

La distribución uniforme ocurre cuando los individuos están espaciados de manera más regular de lo que se esperaría si la ocupación de un hábitat fuera aleatoria.

La distribución aleatoria o al azar, se presenta cuando los individuos de una población se espacian de manera impredecible o al azar, no relacionada con la presencia de otros.

El crecimiento poblacional es descrito por modelos matemáticos.

El tamaño de las poblaciones, ya sea que se trate de girasoles, elefantes o seres humanos, cambia con el tiempo. Debido a esto, el crecimiento de una población utiliza modelos matemáticos, mediante los cuales caracteriza a la población, explicando algunos de los factores que pueden alterar el crecimiento como la incorporación de nuevos individuos o la pérdida de ellos.

A una escala global, este cambio se debe en última instancia a dos factores: la tasa de natalidad (la frecuencia con que los organismos producen descendencia) y la tasa de mortalidad (la frecuencia con que los organismos mueren)

En el caso de los humanos, la demografía es la rama de la sociología que trata sobre las estadísticas poblaciones y sus clasificaciones. Los países se clasifican en dos grupos, a saber, los desarrollados y los sub-desarrollados, en base a su tasa de crecimiento poblacional, grado de industrialización y prosperidad relativa.

Los países desarrollados tienen bajas tasas de crecimiento poblacional y están muy industrializados respecto al resto del mundo. Tienen las más bajas tasas de natalidad, de hecho, algunos de ellos como Alemania, tienen tasas que son menores que las necesarias para mantener estable la población, de modo que en dichos países la población está declinando. Los países industrializados también tienen bajas tasas de mortalidad infantil.

Los países subdesarrollados se dividen en dos sub-categorías: moderadamente desarrollados y menos desarrollados En ambos casos, sus tasas de natalidad son levemente mayores que aquélla de los países desarrollados. Además, los primeros, tienen un nivel medio de industrialización. Los países menos desarrollados, como Nigeria, Etiopía y Laos tienen la mayor tasa de natalidad, las mayores tasas de mortalidad infantil, las menores expectativas de vida y los menores PIB per cápita promedio del mundo.

Estas pirámides poblaciones por lo general ilustran el número de nacimientos en los años correspondientes (como las aquí mostradas). Sin embargo, las pirámides poblaciones también pueden incorporar otras características como las inmigraciones, emigraciones, la dinámica de crecimiento tanto exponencial como logística y las estrategias de crecimiento poblacional, expresando así el crecimiento (r) y el crecimiento (K), factores que también determinan el crecimiento poblacional.

La competencia es un importante factor dependiente de la densidad.

A medida que la densidad de la población aumenta, también lo hace la competencia por recursos como espacio, alimento, refugio, agua, minerales y luz solar. Con tiempo, tal competencia puede llevar al punto a que muchos miembros de la población no obtengan el mínimo necesario del recurso menos disponible. Esto aumenta la tasa de mortalidad, reduce la tasa de natalidad o ambas cosas, inhibiendo cualquier crecimiento poblacional posterior.

La competencia ocurre tanto dentro de una población dada (competencia intraespecífica) como entre poblaciones de especies distintas (competencia interespecífica)

Los individuos de una misma especie luchan por un recurso limitado mediante competencia excluyente o competencia equitativa. En la competencia excluyente, determinados individuos dominantes obtienen un suministro suficiente del recurso limitado a expensas de otros individuos de la población. En la competencia equitativa, todos los individuos de una población "comparten" por igual el recurso limitado, de modo que a altas densidades poblacionales ninguno de ellos obtiene cantidad suficiente. Las poblaciones de especies en que opera la competencia equitativa a menudo oscilan en el tiempo, y siempre hay algo de riesgo en que el tamaño poblacional caiga a cero. En contraste, aquellas especies en las que opera la competencia excluyente experimentan una caída relativamente pequeña en el tamaño poblacional por la muerte de individuos incapaces de competir con éxito.

Ecología de Comunidades

Niveles Tróficos:

Las comunidades contienen autótrofos y heterótrofos

La vida de la comunidad está determinada por las interacciones entre las poblaciones que forman parte de ellas. Una comunidad es una asociación de organismos de diferentes especies que viven en el mismo lugar, interactuando entre sí. También se puede decir que la comunidad es un conjunto de poblaciones de animales y vegetales que comparten el mismo espacio. A la comunidad se le puede llamar Biocenosis , y el lugar que ocupa se llama Biotopo

La luz del sol es la fuente de energía que activa casi todos los procesos vitales en la Tierra. Los productores primarios, son organismos que sintetizan moléculas orgánicas complejas a partir de sustancias inorgánicas simples En otras palabras, la mayor parte de los productores realizan la fotosíntesis. Al incorporar en su propia biomasa (materia viva) las sustancias químicas que procesan, los productores se convierten en recursos alimentarios potenciales para otros organismos.

Los consumidores que sólo comen productores se denominan consumidores primarios, o sea que son exclusivamente herbívoros.

Los consumidores secundarios comen consumidores primarios, encontrándose entre ellos los carnívoros, que comen otros animales.

Algunos consumidores, llamados detritívoros o detritófagos engullen detritos, materia orgánica muerta como la de animales en descomposición, hojarascas y heces. Los detritívoros, como caracoles, cangrejos, almejas y gusanos son especialmente abundantes en hábitat acuáticos, donde excavan en el fondo y consumen la materia orgánica que ahí se acumula.

Los desintegradores también llamados descomponedores, putrefactotes o sapótrofos) son heterótrofos microbianos que degradan la materia orgánica y utilizan los productos de la descomposición como fuente de energía. Típicamente liberan moléculas inorgánicas simples, como dióxido de carbono y sales minerales que son reutilizadas por los productores. La mayor parte de los hongos y bacterias son importantes desintegradores.

Productores y desintegradores son indispensables en los ecosistemas. Los productores suministran alimento y oxígeno al resto de la comunidad. Los desintegradores son también necesarios para la supervivencia a largo plazo de toda la comunidad porque sin ellos los organismos muertos, los productos de desecho se acumularían de manera indefinida. Sin desintegradores, elementos esenciales tales como el potasio, nitrógeno y fósforo jamás se recuperarían los organismos muertos, y por tanto, quedarían fuera del alcance de nuevas generaciones de seres vivos.



Productores(ver animación)




 


Detritivoros(ver animación)


Destintegradores o Descomponedors(ver animación)

 

Relaciones Inter-específicas:

Los organismos interactúan de diversas maneras.

Ninguna especie es independiente de otros organismos. Los productores, consumidores y desintegradores de una comunidad interactúan de diversas maneras complejas, y cada uno establece asociaciones con otros organismos. En una comunidad ocurren tres tipos principales de interacciones entre especies: depredación, simbiosis y competencia.

Interacciones ecológicas entre especies

Interacción

Efecto en la especie 1

Efecto en la especie 2

Depredación de la especie 2 por la especie 1

Benéfico (+)

Perjudicial (-)

Simbiosis

- Mutualismo de la especie 1 y la 2

-Comensalismo de la especie 1 con la especie 2

- Parasitismo por la especie 1 sobre la especie 2

 

-Benéfico (+)

-Benéfico (+)

-Benéfico (+)

 

-Benéfico (+)

-Sin efecto (0)

-Perjudicial (-)

Competencia entre la especie 1 y la especie 2

Perjudicial (-)

Perjudicial (-)

La selección natural moldea tanto a la presa como al depredador.

La depredación es el consumo de una especie, la presa, por otra, el depredador. En ella participan animales que comen otros animales, y animales que comen plantas. La depredación ha causado una "carrera armamentista" evolutiva con el desarrollo evolutivo de estrategias tanto del depredador (manera más eficiente de capturar a las presas) como de la presa (mejores maneras de escapar al depredador). Un depredador más eficiente para capturar a sus presas ejerce una intensa presión evolutiva sobre ésta, las cuales con el tiempo desarrollan algún recurso para reducir la probabilidad de ser capturadas. A su vez, el recurso adquirido por la presa actúa como una fuerte presión selectiva sobre el depredador. Esta evolución interdependiente de dos especies interactuantes se conoce como coevolución.

Tipos de depredación y de defensa.

Un tipo de depredación es la persecución. Aquí se persigue a la presa y se le captura de manera muy veloz. Un ejemplo de esto es un pelícano que se tira al agua y despega de ella después de haber capturado un pez. Para esta eficaz estrategia de depredación se requiere de mucha rapidez.

El acecho es otro método eficaz de capturar presas. Algunas arañas pequeñas se ocultan en flores que son del mismo color que el de si cuerpo. Este camuflaje les ayuda a pasar inadvertidas para los insectos que visitan la flor en busca del néctar hasta que es demasiado tarde. Los depredadores que son capaces de atraer a las presas son especialmente eficaces en el acecho.

Las plantas no pueden escapar corriendo de los depredadores, pero poseen varias adaptaciones que las protegen de ellos. Sus espinas, púas, hojas coriáceas o incluso capas gruesas de cera en las hojas desalienta a los herbívoros de consumirlas. Otras plantas producen agentes químicos protectores de sabor desagradable o incluso tóxicos para los herbívoros. Resulta interesante conocer que muchas de las defensas químicas de las platas son útiles para el ser humano. Así, son muchísimos los tipos de defensa química que las plantas utilizan para defenderse de sus depredadores, y éstos aprenden a evitar a los insectos que tienen estos niveles de toxicidad. La llamativa coloración de advertencia de algunos insectos indica su toxicidad claramente a los depredadores, que han aprendido a asociar los colores brillantes con enfermedad.

Las defensas químicas también son comunes entre los animales que podrían ser presas de otros, como las ranas amazónicas o las serpientes, las que tienen veneno en sus glándulas o los zorrillos que lanzan sustancias malolientes para alejar a sus depredadores.

También existe la defensa llamada coloración críptica que consiste en colores o marcar que los asemeja con en entorno y de este modo los oculta para confundir a sus depredadores. Determinadas orugas parecen ramitas, tanto que una persona difícilmente diría que se trata de animales a menos de que las vea moverse.

A veces una especie inofensiva o comestible (llamada imitador) es protegida de la depredación por su parecido con una especia que es peligrosa de en alguna forma (llamada modelo) Tal estrategia se denomina mimetismo batesiano. Por ejemplo, una mariposa nocturna, inofensiva como todos los lepidópteros, puede ser tan parecida a una abeja o avispa que los depredadores la evitan.

En el mimetismo mülleriano, diferentes especies, toda ellas venenosas, nocivas o de sabor desagradables, se parecen entre sí. Si bien su aspecto constituye una ventaja adicional es más fácil que los depredadores potenciales aprendan una coloración de advertencia común.

 

Defensas


Camuflaje


Comidas

La simbiosis implica asociación estrecha entre especies.

Una simbiosis es cualquier relación o asociación íntima a largo plazo entre dos o más especies. Los miembros de una relación simbiótica, llamados simbiontes, pueden beneficiarse, no ser afectados o resultar perjudicados por la relación. Las miles de asociaciones simbióticas en la naturaleza son todas el resultado de coevolución. La simbiosis asume tres formas: mutualismo, comensalismo y parasitismo.

En el mutualismo los beneficios son compartidos.

El mutualismo es una relación simbiótica en la que ambas partes se benefician. Un notable ejemplo de mutualismo se observa entre hormigas o avispas y enredaderas con flores observable en plantas de América de Sur y Central. Las hormigas o avispas que patrullan la planta atacan a cualquier posible ladrón de néctar y son recompensadas con néctar proveniente de las hojas.

El comensalismo consiste en tomar sin dañar.

El comensalismo es un tipo de simbiosis en el que un organismo se beneficia y el otro no es perjudicado ni beneficiado. Un ejemplo de comensalismo es la relación entre un árbol tropical y sus epífitas, plantas más pequeñas que viven fijas a la corteza de sus ramas.

El parasitismo consiste en aprovecharse de otro.

El parasitismo es una relación simbiótica en la que una parte, el parásito, se beneficia, y la otra, el huésped, es perjudicada. El parásito vive sobre su huésped o dentro de él, del que obtiene los nutrientes.

Cuando un parásito causa enfermedad y ocasionalmente la muerte de sus huéspedes , se denomina patógeno.

 

El nicho describe la función de un organismo en la comunidad

Se ha visto que cada comunidad es habitada por diversos organismos y que éstos obtienen nutrimientos de distintas maneras. Se han examinado también algunos de los modos en que las especies interactúan para formar relaciones interdependientes dentro de la comunidad. La descripción biológica de un organismo incluye (1) si es productor, consumidor o desintegrador, (2) si es depredador o presa (o ambos), (3) los tipos de asociaciones que forman y (4) la naturaleza de las interacciones competitivas intraespecíficas e interespecíficas. Sin embargo, son necesarios otros detalles para obtener un panorama completo.

Se considera que cada organismo tiene su propia función dentro de la estructura y el funcionamiento de una comunidad; llamamos a esta función su nicho ecológico. El nicho ecológico, es el espacio ecológico ocupado por una población dentro de un ecosistema. Por lo mismo, comprende todos los aspectos bióticos y abióticos de la existencia del organismo: todos los factores físicos, químicos y biológicos que le permiten sobrevivir, permanecer saludable y reproducirse. Entre otras cosas, un nicho incluye los alrededores físicos en que un organismo vive (su hábitat).

El nicho ecológico de un organismo suele ser potencialmente mucho más amplio de lo que es en realidad. Un organismo puede utilizar mucho más de los recursos de su ambiente o de vivir en una variedad más amplia de hábitat de lo que es la realidad. El nicho ecológico potencial de un organismo es su nicho fundamental, pero factores diversos como competencia con otras especies suelen excluirlo de parte de su nicho fundamental. Así, el modo de vida que un organismo realmente lleva y los recursos que utiliza constituyen su nicho real.

El nicho ecológico varía según muchas variables, como lo pueden ser

•  La competencia entre especies, causando una exclusión competitiva del nicho.

•  La existencia de factores limitantes que restringen el nicho de in organismo. Se entiende por factores limitantes cualquier variable ambiental que tiende a restringir el nicho ecológico de un organismo.

La sucesión en el cambio de la comunidad con el tiempo.

El proceso de desarrollo secuencial de una comunidad con el tiempo, que implica la sustitución de las especies de una etapa por diferentes especies en la etapa siguiente, se denomina sucesión. Una zona es colonizada al inicio por determinadas especies, que son sustituidas con el tiempo por otras, las cuales a su vez pueden ser sustituidas mucho después. La sucesión suele describirse en términos de los cambios en la composición de especies vegetales, aunque cada etapa secuencial también tiene sus propios tipos de animales y demás organismos característicos. El tiempo implicado en la sucesión ecológica es del orden de decenas, cientos de años, pero no los millones de años de la escala de tiempo evolutivo.

Algunas veces una comunidad surge de un ambiente "inanimado"

La sucesión primaria es el cambio en la descomposición de especies con el tiempo en un hábitat que antes no había sido ocupado por organismos; no existe suelo cuando comienza la sucesión primaria. Una superficie desnuda, como lava volcánica recién enfriada o roca alisada por acción glaciar es un sitio donde puede ocurrir sucesión primaria.

Durante la sucesión primaria en roca desnuda, la roca se transforma en suelo con el paso del tiempo.

En la sucesión primaria en roca desnuda uno podría observar primero una comunidad de líquenes, formados por la relación simbiótica entre un hongo o alga. Los líquenes son a menudo el elemento más importante en la comunidad pionera, o sea la primera comunidad que aparece en la sucesión. Secretan ácidos que ayudan a romper la roca y de ese modo comienza a formarse el suelo. Una vez que se ha acumulado suficiente suelo, pastos y hierbas pueden ser sustituidos por arbustos bajos, que a su vez pueden ser sustituidos por árboles forestales en varias etapas distintas. La sucesión primaria en roca desnuda, puede requerir cientos o miles de años. Como ejemplo, Ppodría proceder de una comunidad pionera a una comunidad forestal como sigue:

Líquenes musgos pastos arbustos árboles

Al igual que en terrenos de rocas, la sucesión primaria también ocurre en dunas de arena , con la diferencia que la comunidad pionera son los pastos. Éstos se extienden sobre la superficie de la duna, sus raíces mantienen a la arena en su lugar, ayudando a estabilizarla. En este punto es posible la invasión de arbustos formadores de alfombras, las cuales estabilizan aún más la duna. Mucho después los arbustos pueden ser sustituidos por pinos, que a su vez son remplazados por robles años más tarde.

 

Pastos arbustos pinos robles

 

Algunas veces una comunidad se desarrolla en una ambiente en que existió una comunidad previa

La sucesión secundaria es el cambio en la composición de especies con el tiempo en un hábitat ya sustancialmente modificado por una comunidad preexistente; ya hay suelo en estos sitios. Zonas abiertas por incendios forestales y campos agrícolas abandonados son sitios comunes donde ocurre sucesión secundaria.

 

Grama Pastos perennes pinos árboles de madera dura

 

La fauna también cambia durante la sucesión secundaria

A medida que procede la sucesión secundaria, una progresión de fauna sigue los cambios en las plantas. Si bien unas cuantas especies, como la musaraña rabicorta, se encuentran en todas las etapas de la sucesión de campo abandonado, la mayor parte de los animales aparecen en determinadas etapas y desaparecen en otras. Durante las etapas de grama, el hábitat se caracteriza por campos abiertos que contienen saltamontes, conejos y aves como gorriones y trigueros. Cuando se establecen las plántulas de pino, los animales de campo abierto ceden paso a animales de hábitat mixtos de herbáceas y arbustos como ciervos, ratones, petirrojos y gorriones, mientras que saltamontes y demases declinan. A medida que las plántulas de pino se convierten en árboles, los animales de bosque sustituyen a los que son comunes en hábitat mixtos herbáceos-arbustivos. Los conejos dejan paso a ardillas, petirrojos y gorriones son sustituidos por párulas y tordos. Así, cada etapa de la sucesión sostiene sus propios nichos ecológicos que son ocupados por fauna característica.

 

Sucesiones

 

 

El flujo de energía por los ecosistemas el lineal

El paso unidireccional de la energía a través de un ecosistema se conoce como flujo de energía. La energía ingresa en un ecosistema como la energía radiante del sol, una diminuta parte de la cual es capturada y utilizada por los productores durante la fotosíntesis. La energía, ahora en forma química, se almacena en los enlaces de moléculas orgánicas (que contienen carbono) como la de la glucosa. Cuando estas moléculas son degradadas en la respiración celular, la energía queda disponible (en la forma de ATP) para realizar trabajo como reparar tejidos, generar calor corporal o reproducirse. A medida que se realiza el trabajo, la energía se escapa del organismo vivo o se disipa en el ambiente en forma de calor. Por último, esta energía calorífica se irradia hacia el espacio. Así, una vez que la energía química ha sido utilizada por un organismo, no puede ser reutilizada.

El flujo de energía describe quién se come a quién en los ecosistemas.

En un ecosistema, el flujo de energía ocurre en cadenas alimentarias, en las que la energía del alimento viaja de un organismo al siguiente en secuencia. Los productores constituyen el comienzo de la cadena alimentaria, puesto que son ellos los que capturan la energía del sol a través de la fotosíntesis. Los herbívoros (así como los omnívoros) comen plantas, con lo que obtienen la energía química de las moléculas de los productores además de los componentes a partir de los cuales forman sus propios tejidos. A su vez, los herbívoros con consumidos por omnívoros y carnívoros, quienes aprovechan la energía almacenada en las moléculas de los herbívoros. Los desintegradores degradan las moléculas orgánicas presentes en los restos (cuerpos muertos y desechos orgánicos) de todos los miembros de la cadena alimentaria.

Más a menudo, el flujo de energía y materia por los ecosistemas implica una variedad de elecciones de alimento para cada organismo participante. En un ecosistema de complejidad promedio son posibles cientos de vías alternativas. Así, un modelo más realista para el flujo de energía y materias es la trama alimentaria, un complejo de cadenas alimentarias interconectadas en un ecosistema.

Cada nivel de una trama alimentaria se denomina nivel trófico. El primer nivel trófico está formado por los productores; el segundo por los consumidores primarios; el tercero

por los consumidores secundarios; etc.

Lo más importante que se debe recordar acerca del flujo de energía en los ecosistemas es que dicho flujo es lineal, o sea, unidireccional. Esto es, la energía puede desplazarse en una trama alimentaria de un nivel trófico al siguiente en tanto que no se le utilice para realizar trabajo biológico. Una vez que la energía ha sido utilizada por un organismo se pierde como calor y no está disponible para ningún otro organismo del ecosistema.

 

 

 

Aprendimos Hoy

Que ecología es el estudio de las relaciones mutuas de los organismos con su medio ambiente físico y biótico porque los seres vivos y el ambiente físico interactúan en una inmensa y compleja red de relaciones

Que los ecólogos formulan hipótesis para explicar fenómenos como la distribución y la abundancia de la vida en la tierra y sobre la importancia de los ecosistemas y la función ecológica de ciertas especies, como asimismo, las interacciones entre especies en las comunidades y la importancia de los ecosistemas en el mantenimiento del equilibro de la biosfera.

Que a lo largo de los años, la evolución biológica ha procedido de lo sencillo a lo complejo, demostrándonos que siempre podemos identificar un nivel de complejidad creciente.

Que los niveles de organización biológica que más interesan a los ecólogos son los que se encuentran a nivel del organismo individual y sobre él.

Que un organismo pertenece a una población la que es definida como un grupo consistente en miembros de una misma especie que viven juntos en la misma zona y al mismo tiempo.

Que las poblaciones se organizan en comunidades que consisten en todas las poblaciones de todas las diferentes especies que viven e interactúan mutuamente en una zona.

Que un ecólogo de comunidades podría estudiar el modo en que las especies interactúan entre sí, por ejemplo, estudiando quién se come a quién, en una comunidad tan pequeña como un estanque o tan grande como un arrecife de corales.

Que un ecosistema comprende una comunidad en una zona específica que se vincula con su ambiente abiótico. Así, un ecosistema consiste no sólo en todas las interacciones entre los organismos que viven en una comunidad, sino también en las interacciones entre los organismos y su ambiente físico.

Que un ecólogo podría examinar, por ejemplo, la manera en que temperatura, luz, precipitación y factores del suelo influyen en los organismos que viven en un desierto o en una bahía costera.

Que el mayor ecosistema, aquel que engloba a todos los demás es el planeta tierra, que en términos ecológicos recibe el nombre de Ecosfera. Ésta representa todas las interacciones de la biosfera, que comprende todas las comunidades biológicas del planeta. Los organismos de la biosfera dependen unos de otros y del ambiente físico de la Tierra : su atmósfera, hidrósfera y litosfera. La atmósfera es la envoltura gaseosa que rodea al planeta; la hidrósfera, la existencia terrestre de aguas; y la litosfera es el suelo y las rocas de la corteza terrestre.

Que la población es una unidad importante de estudio ecológico que consiste en un grupo de organismos vivos de una sola especie que viven en una zona geográfica común y en un tiempo determinado. La población es un nivel de organización biológico, que manifiesta características propias, interacciones entre sus miembros y relaciones con el ambiente.

Que las poblaciones están formadas por individuos, pero tienen propiedades de las que éstas carecen; los individuos nacen, pero son las poblaciones las que exhiben tasas de natalidad. Los individuos mueren, pero son las poblaciones las que presentan tasas de mortalidad. Si bien las comunidades están compuestas por todas las poblaciones de todas las especies distintas que viven juntas en una zona, las poblaciones tienen propiedades que no poseen las comunidades.

Que la ecología de poblaciones estudia la abundancia y distribución de la población, explicando la cantidad de individuos de una especie dada y en un lugar, con parámetros de distribución y abundancia. Los ecólogos de poblaciones tratan de determinar los procesos comunes a todas las poblaciones. Estudian el modo en que una población interactúa con su ambiente

Que otros aspectos de las poblaciones que interesan a los biólogos son su éxito o fracaso (extinción) biológico, su evolución, su genética y la forma en que influyen en el funcionamiento normal de comunidades y ecosistemas.

Que densidad y distribución son otras características importantes de las poblaciones donde el tamaño de una población sólo es significativo cuando se definen los límites de esa población. Consideremos, por ejemplo, la diferencia entre mil ratones en 100 hectáreas y mil ratones en 1 hectárea .

Que con frecuencia una población es demasiado grande para estudiarla en su totalidad solucionándose con un muestreo (tomando una parte, una muestra de ella) y después expresando la población en términos de densidad.

Que la densidad de población es el número de individuos de una especie por unidad de superficie o de volumen en un momento dado.

Que los distintos ambientes varían en la densidad poblacional de organismos de cualquier especie que soportan. Esta densidad también puede variar en un hábitat (ambiente local) de una estación a otra o de un año a otro. La densidad poblacional puede ser determinada en gran medida por factores externos en el ambiente.

Que los individuos que integran la población a menudo exhiben patrones característicos de distribución por espaciamiento mutuo. Los individuos se distribuyen en grupos, de manera uniforme o al azar. La distribución en grupos (o agregada) al no ser aleatoria, a veces se denomina patrones de distribución.

Que los organismos vivos forman grupos de distribución de acuerdo a características propias o del ambiente que los rodea. Cada tipo de distribución presenta características propias, cuales son:

Que la distribución agregada es quizás el tipo más común y se presenta cuando los individuos se concentran en partes específicas del hábitat. A menudo es el resultado de la distribución parcelaria de los recursos en el ambiente. Entre los animales, también se debe a la existencia de grupos familiares y parejas y en plantas a dispersión limitada de las semillas o a reproducción asexual.

Que la distribución uniforme ocurre cuando los individuos están espaciados de manera más regular de lo que se esperaría si la ocupación de un hábitat fuera aleatoria. Una colonia de anidación de aves marinas, donde las aves hacen sus nidos más o menos equidistantes unos de otros, es un ejemplo de distribución uniforme.

Que en este caso, tal tipo de espaciamiento es resultado de territorialidad de anidación . La distribución uniforme también ocurre cuando la competencia entre individuos es intensa, cuando emplean unos contra otros medios químicos por alelopatía y cuando establecen territorios de alimentación o apareamiento.

Que la distribución aleatoria o al azar, se presenta cuando los individuos de una población se espacian de manera impredecible o al azar, no relacionada con la presencia de otros. Los árboles de una misma especie, por ejemplo, a veces parecen distribuirse al azar en un bosque lluvioso tropical. De los tres tipos de distribución, éste es el menos común y el más difícil de observar en la naturaleza.

Que el crecimiento poblacional es descrito por modelos matemáticos porque cambia con el tiempo y los modelos matemáticos caracterizan a la población, explicando algunos de los factores que pueden alterar el crecimiento como la incorporación de nuevos individuos o la pérdida de ellos.

Que a una escala global, este cambio se debe en última instancia a dos factores: la tasa de natalidad (la frecuencia con que los organismos producen descendencia) y la tasa de mortalidad (la frecuencia con que los organismos mueren) En el ser humano, la tasa de natalidad suele expresarse como número de nacimientos por un millón de personas al año y la tasa de mortalidad, como números de defunciones por un millón de personas al año.

Que en el caso de los humanos, la demografía es la rama de la sociología que trata sobre las estadísticas poblaciones y sus clasificaciones. Los países se clasifican en dos grupos, a saber, los desarrollados y los sub-desarrollados, en base a su tasa de crecimiento poblacional, grado de industrialización y prosperidad relativa.

Que los países desarrollados tienen bajas tasas de crecimiento poblacional y están muy industrializados respecto al resto del mundo. Tienen las más bajas tasas de natalidad, de hecho, algunos de ellos como Alemania, tienen tasas que son menores que las necesarias para mantener estable la población, de modo que en dichos países la población está declinando. Los países industrializados también tienen bajas tasas de mortalidad infantil.

Que los países subdesarrollados se dividen en dos sub-categorías: moderadamente desarrollados y menos desarrollados En ambos casos, sus tasas de natalidad son levemente mayores que aquélla de los países desarrollados. Además, los primeros, tienen un nivel medio de industrialización. Los países menos desarrollados, como Nigeria, Etiopía y Laos tienen la mayor tasa de natalidad, las mayores tasas de mortalidad infantil, las menores expectativas de vida y los menores PIB per cápita promedio del mundo.

Que estas pirámides poblaciones por lo general ilustran el número de nacimientos en los años correspondientes (como las aquí mostradas). Sin embargo, las pirámides poblaciones también pueden incorporar otras características como las inmigraciones, emigraciones, la dinámica de crecimiento tanto exponencial como logística y las estrategias de crecimiento poblacional, expresando así el crecimiento (r) y el crecimiento (K), factores que también determinan el crecimiento poblacional.

Que la competencia es un importante factor dependiente de la densidad. Porque a medida que la densidad de la población aumenta, también lo hace la competencia por recursos como espacio, alimento, refugio, agua, minerales y luz solar. Con tiempo, tal competencia puede llevar al punto a que muchos miembros de la población no obtengan el mínimo necesario del recurso menos disponible. Esto aumenta la tasa de mortalidad, reduce la tasa de natalidad o ambas cosas, inhibiendo cualquier crecimiento poblacional posterior.

Que la competencia ocurre tanto dentro de una población dada (competencia intraespecífica) como entre poblaciones de especies distintas (competencia interespecífica)

Que los individuos de una misma especie luchan por un recurso limitado mediante competencia excluyente o competencia equitativa. En la competencia excluyente, determinados individuos dominantes obtienen un suministro suficiente del recurso limitado a expensas de otros individuos de la población.

Que en la competencia equitativa, todos los individuos de una población "comparten" por igual el recurso limitado, de modo que a altas densidades poblacionales ninguno de ellos obtiene cantidad suficiente. Las poblaciones de especies en que opera la competencia equitativa a menudo oscilan en el tiempo, y siempre hay algo de riesgo en que el tamaño poblacional caiga a cero. En contraste, aquellas especies en las que opera la competencia excluyente experimentan una caída relativamente pequeña en el tamaño poblacional por la muerte de individuos incapaces de competir con éxito.

Que en la ecología de comunidades existen los niveles tróficos los que a su vez se clasifican en autotrofos y heterotrofos.

Que la vida de la comunidad está determinada por las interacciones entre las poblaciones que forman parte de ellas. Una comunidad es una asociación de organismos de diferentes especies que viven en el mismo lugar, interactuando entre sí. También se puede decir que la comunidad es un conjunto de poblaciones de animales y vegetales que comparten el mismo espacio. A la comunidad se le puede llamar Biocenosis , y el lugar que ocupa se llama Biotopo

Que la luz del sol es la fuente de energía que activa casi todos los procesos vitales en la Tierra.

Que los productores primarios, también llamados autótrofos o simplemente productores, son organismos que sintetizan moléculas orgánicas complejas a partir de sustancias inorgánicas simples (por lo común dióxido de carbono u agua), casi siempre utilizando la energía solar. En otras palabras, la mayor parte de los productores realizan la fotosíntesis. Al incorporar en su propia biomasa (materia viva) las sustancias químicas que procesan, los productores se convierten en recursos alimentarios potenciales para otros organismos.

Que todos los otros organismos de una comunidad son heterótrofos, que extraen energía de moléculas orgánicas producidas por otros organismos.

Que los consumidores son heterótrofos que obtienen energía y componentes estructurales al alimentarse de moléculas orgánicas formadas por otros organismos Los consumidores que sólo comen productores se denominan consumidores primarios, o sea que son exclusivamente herbívoros. Ciervos y saltamontes son ejemplos de consumidores primarios.

Que los consumidores secundarios comen consumidores primarios, encontrándose entre ellos los carnívoros, que comen otros animales. Leones y arañas son ejemplos de carnívoros. Otros consumidores llamados omnívoros se alimentan de una variedad de organismos, vegetales y animales, y por tanto son a la vez consumidores primarios y secundarios. Osos, cerdos y seres humanos son ejemplo de omnívoros.

Que algunos consumidores, llamados detritívoros o detritófagos engullen detritos, materia orgánica muerta como la de animales en descomposición, hojarascas y heces.

Que los detritívoros, como caracoles, cangrejos, almejas y gusanos son especialmente abundantes en hábitat acuáticos, donde excavan en el fondo y consumen la materia orgánica que ahí se acumula. Las lombrices de tierra son detritívoros terrestres, al igual que termitas, escarabajos, caracoles y milpiés. Los detritívoros trabajan junto con los desintegradores microbianos para destruir organismos muertos y productos de desecho.

Que los desintegradores también llamados descomponedores, putrefactotes o sapótrofos) son heterótrofos microbianos que degradan la materia orgánica y utilizan los productos de la descomposición como fuente de energía. Típicamente liberan moléculas inorgánicas simples, como dióxido de carbono y sales minerales que son reutilizadas por los productores.

Que son ejemplo de desintegradotes, la mayor parte de los hongos y bacterias. Por ejemplo, la madera muerta es invadida primero por hongos metabolizadores de azúcar que consumen los carbohidratos simples de la madera como glucosa y maltosa. Al agotarse estos carbohidratos la digestión de la madera es completada por otros hongos, a menudo auxiliados por termitas.

Que productores y desintegradores son indispensables en los ecosistemas. Los productores suministran alimento y oxígeno al resto de la comunidad. Los desintegradores son también necesarios para la supervivencia a largo plazo de toda la comunidad porque sin ellos los organismos muertos, los productos de desecho se acumularían de manera indefinida. Sin desintegradores, elementos esenciales tales como el potasio, nitrógeno y fósforo jamás se recuperarían los organismos muertos, y por tanto, quedarían fuera del alcance de nuevas generaciones de seres vivos.

Que existen relaciones inter-específicas porque los organismos interactúan de diversas maneras. Ninguna especie es independiente de otros organismos. Los productores, consumidores y desintegradores de una comunidad interactúan de diversas maneras complejas, y cada uno establece asociaciones con otros organismos. En una comunidad ocurren tres tipos principales de interacciones entre especies: depredación, simbiosis y competencia.

Que la selección natural moldea tanto a la presa como al depredador donde depredación es el consumo de una especie, la presa, por otra, el depredador. En ella participan animales que comen otros animales, y animales que comen plantas. La depredación ha causado una "carrera armamentista" evolutiva con el desarrollo evolutivo de estrategias tanto del depredador (manera más eficiente de capturar a las presas) como de la presa (mejores maneras de escapar al depredador). Un depredador más eficiente para capturar a sus presas ejerce una intensa presión evolutiva sobre ésta, las cuales con el tiempo desarrollan algún recurso para reducir la probabilidad de ser capturadas. A su vez, el recurso adquirido por la presa actúa como una fuerte presión selectiva sobre el depredador. Esta evolución interdependiente de dos especies interactuantes se conoce como coevolución.

Que entre los diferentes tipos de depredación está la persecución y el acecho.

Que cualquier rasgo que eleve la eficacia de la caza, como la rapidez o astutas maniobras, favorece a los depredadores que persiguen a sus presas.

Que un tipo de depredación es la persecución. Aquí se persigue a la presa y se le captura de manera muy veloz. Un ejemplo de esto es un pelícano que se tira al agua y despega de ella después de haber capturado un pez. Para esta eficaz estrategia de depredación se requiere de mucha rapidez.

Que el acecho es otro método eficaz de capturar presas. Algunas arañas pequeñas se ocultan en flores que son del mismo color que el de si cuerpo. Este camuflaje les ayuda a pasar inadvertidas para los insectos que visitan la flor en busca del néctar hasta que es demasiado tarde. Los depredadores que son capaces de atraer a las presas son especialmente eficaces en el acecho.

Que las plantas no pueden escapar corriendo de los depredadores, pero poseen varias adaptaciones que las protegen de ellos. Sus espinas, púas, hojas coriáceas o incluso capas gruesas de cera en las hojas desalienta a los herbívoros de consumirlas.

Que otras plantas producen agentes químicos protectores de sabor desagradable o incluso tóxicos para los herbívoros . Resulta interesante conocer que muchas de las defensas químicas de las platas son útiles para el ser humano. Así, son muchísimos los tipos de defensa química que las plantas utilizan para defenderse de sus depredadores, y éstos aprenden a evitar a los insectos que tienen estos niveles de toxicidad. La llamativa coloración de advertencia de algunos insectos indica su toxicidad claramente a los depredadores, que han aprendido a asociar los colores brillantes con enfermedad.

Que las defensas químicas también son comunes entre los animales que podrían ser presas de otros, como las ranas amazónicas o las serpientes, las que tienen veneno en sus glándulas o los zorrillos que lanzan sustancias malolientes para alejar a sus depredadores.

Que en el caso de animales, otra manera de escapar de los depredadores es corriendo con rapidez a sus madrigueras subterráneas . Otros tienen defensas mecánicas como las púas de un puercoespín o el caparazón de las tortugas. Otros animales viven en grupos como los cardúmenes de peces. Puesto que un grupo tienen infinidad de ojos, oídos y narices para detectar a un depredador y reducir así la posibilidad de que tome desprevenido a uno de los miembros del grupo.

Que también existe la defensa llamada coloración críptica que consiste en colores o marcar que los asemeja con en entorno y de este modo los oculta para confundir a sus depredadores. Determinadas orugas parecen ramitas, tanto que una persona difícilmente diría que se trata de animales a menos de que las vea moverse.

Que a veces una especie inofensiva o comestible (llamada imitador) es protegida de la depredación por su parecido con una especia que es peligrosa de en alguna forma (llamad modelo) Tal estrategia se denomina mimetismo batesiano. Por ejemplo, una mariposa nocturna, inofensiva como todos los lepidópteros, puede ser tan parecida a una abeja o avispa que los depredadores la evitan.

Que en el mimetismo mülleriano, diferentes especies, toda ellas venenosas, nocivas o de sabor desagradables, se parecen entre sí. Si bien su aspecto constituye una ventaja adicional es más fácil que los depredadores potenciales aprendan una coloración de advertencia común.

Que la simbiosis implica una asociación estrecha entre especies donde simbiosis es cualquier relación o asociación íntima a largo plazo entre dos o más especies. Los miembros de una relación simbiótica, llamados simbiontes, pueden beneficiarse, no ser afectados o resultar perjudicados por la relación. Las miles de asociaciones simbióticas en la naturaleza son todas el resultado de coevolución. La simbiosis asume tres formas: mutualismo, comensalismo y parasitismo.

Que en el mutualismo los beneficios son compartidos entendiéndose por mutualismo una relación simbiótica en la que ambas partes se benefician . Un notable ejemplo de mutualismo se observa entre hormigas o avispas y enredaderas con flores observable en plantas de América de Sur y Central. Las enredaderas que producen flores de color rojo intenso suelen ser polinizadas por colibríes, que son recompensados con néctar de los capullos. Sin embargo, algunos insectos intentan robar a la flor su néctar sin realizar la importante tarea de polinización. Las hormigas o avispas que patrullan la planta atacan a cualquier posible ladrón de néctar y son recompensadas con néctar proveniente de las hojas.

Que el comensalismo consiste en tomar sin dañar porque es un tipo de simbiosis en el que un organismo se beneficia y el otro no es perjudicado ni beneficiado. Un ejemplo de comensalismo es la relación entre un árbol tropical y sus epífitas, plantas más pequeñas que viven fijas a la corteza de sus ramas.

Que la epífita se fija al árbol pero no obtiene nutrientes ni agua directamente de él, sino que es su ubicación en el árbol lo que le permite obtener luz adecuada, agua (de lluvia que escurre por las ramas) y los minerales requeridos (arrastrados de la hojas del árbol por la lluvia). De este modo, la epífita se beneficia de la asociación, mientras que el árbol al parecer no es afectado.

Que el parasitismo consiste en aprovecharse de otro porque es una relación simbiótica en la que una parte, el parásito, se beneficia, y la otra, el huésped, es perjudicada. El parásito vive sobre su huésped o dentro de él, del que obtiene los nutrientes. Un parásito rara vez mata al huésped de manera directa aunque suele debilitarlo, haciéndolo más vulnerable a depredadores, competidores o factores ambientales. El parasitismo es un modo de vida exitoso, estimándose que más de dos tercios de todas las especies son parásitas. Tan solo en el ser humano viven más de 100 parásitos, desde garrapatas hasta tenias.

Que un parásito se denomina patógeno cuando causa enfermedad y ocasionalmente la muerte de sus huéspedes. La formación de agallas en vegetales, causada por una bacteria, ocurre en muchos tipos distintos de vegetales y provoca pérdidas por millones de dólares cada año en plantas ornamentales y agrícolas. Las bacterias causales, que viven en el suelo, penetran en las plantas a través de pequeñas heridas similares a picaduras de insectos. Producen agallas (como tumores) a menudo en la parte comprendida entre el tallo y las raíces de la planta, cerca de la superficie del suelo. Aunque las plantas rara vez mueren por la formación de agallas, se debilitan, crecen más lentamente y por lo general sucumben a otros patógenos.

Que el nicho describe la función de un organismo en la comunidad donde se ha visto que cada comunidad es habitada por diversos organismos y que éstos obtienen nutrimientos de distintas maneras. Se han examinado también algunos de los modos en que las especies interactúan para formar relaciones interdependientes dentro de la comunidad.

Que la descripción biológica de un organismo incluye (1) si es productor, consumidor o desintegrador, (2) si es depredador o presa (o ambos), (3) los tipos de asociaciones que forman y (4) la naturaleza de las interacciones competitivas intraespecíficas e interespecíficas. Sin embargo, son necesarios otros detalles para obtener un panorama completo.

Que el nicho ecológico es el espacio ecológico ocupado por una población dentro de un ecosistema. Por lo mismo, comprende todos los aspectos bióticos y abióticos de la existencia del organismo: todos los factores físicos, químicos y biológicos que le permiten sobrevivir, permanecer saludable y reproducirse. Entre otras cosas, un nicho incluye los alrededores físicos en que un organismo vive (su hábitat).

Que el nicho de un organismo también incluye lo que consume, aquéllos por quienes es consumido, los organismos con los que compite, y la forma en que es influido por los componentes abióticos del ambiente (como luz y temperatura). El nicho, entonces, es la totalidad de las adaptaciones de un organismo, el uso que hace de los recursos, y el modo de vida para el cual es apto. De este modo, la descripción completa del nicho ecológico de un organismo implica numerosas dimensiones.

Que el nicho ecológico de un organismo suele ser potencialmente mucho más amplio de lo que es en realidad. Un organismo puede utilizar mucho más de los recursos de su ambiente o de vivir en una variedad más amplia de hábitat de lo que es la realidad. El nicho ecológico potencial de un organismo es su nicho fundamental, pero factores diversos como competencia con otras especies suelen excluirlo de parte de su nicho fundamental. Así, el modo de vida que un organismo realmente lleva y los recursos que utiliza constituyen su nicho real.

Que el nicho ecológico varía según muchas variables, como lo pueden ser

•  La competencia entre especies, causando una exclusión competitiva del nicho.

•  La existencia de factores limitantes que restringen el nicho de in organismo. Se entiende por factores limitantes cualquier variable ambiental que tiende a restringir el nicho ecológico de un organismo.

Que la sucesión surge en el cambio de la comunidad con el tiempo porque una comunidad madura no surge de manera repentina plenamente desarrollada, sino que se desarrolla de modo gradual, en una serie de etapas, cada una dominada por organismos distintos. El proceso de desarrollo secuencial de una comunidad con el tiempo, que implica la sustitución de las especies de una etapa por diferentes especies en la etapa siguiente, se denomina sucesión. Una zona es colonizada al inicio por determinadas especies, que son sustituidas con el tiempo por otras, las cuales a su vez pueden ser sustituidas mucho después. La sucesión suele describirse en términos de los cambios en la composición de especies vegetales, aunque cada etapa secuencial también tiene sus propios tipos de animales y demás organismos característicos. El tiempo implicado en la sucesión ecológica es del orden de decenas, cientos de años, pero no los millones de años de la escala de tiempo evolutivo.

Que algunas veces una comunidad surge de un ambiente "inanimado"

Que la sucesión primaria es el cambio en la descomposición de especies con el tiempo en un hábitat que antes no había sido ocupado por organismos; no existe suelo cuando comienza la sucesión primaria. Una superficie desnuda, como lava volcánica recién enfriada o roca alisada por acción glaciar es un sitio donde puede ocurrir sucesión primaria.

Que durante la sucesión primaria en roca desnuda, la roca se transforma en suelo con el paso del tiempo donde uno podría observar primero una comunidad de líquenes, formados por la relación simbiótica entre un hongo o alga.

Que los líquenes son a menudo el elemento más importante en la comunidad pionera, o sea la primera comunidad que aparece en la sucesión. Secretan ácidos que ayudan a romper la roca y de ese modo comienza a formarse el suelo. Una vez que se ha acumulado suficiente suelo, pastos y hierbas pueden ser sustituidos por arbustos bajos, que a su vez pueden ser sustituidos por árboles forestales en varias etapas distintas. La sucesión primaria en roca desnuda, puede requerir cientos o miles de años. Como ejemplo, Ppodría proceder de una comunidad pionera a una comunidad forestal como sigue:

Al igual que en terrenos de rocas, la sucesión primaria también ocurre en dunas de arena, con la diferencia que la comunidad pionera son los pastos. Éstos se extienden sobre la superficie de la duna, sus raíces mantienen a la arena en su lugar, ayudando a estabilizarla. En este punto es posible la invasión de arbustos formadores de alfombras, las cuales estabilizan aún más la duna. Mucho después los arbustos pueden ser sustituidos por pinos, que a su vez son remplazados por robles años más tarde.

Que algunas veces una comunidad se desarrolla en una ambiente en que existió una comunidad previa

Que la sucesión secundaria es el cambio en la composición de especies con el tiempo en un hábitat ya sustancialmente modificado por una comunidad preexistente; ya hay suelo en estos sitios. Zonas abiertas por incendios forestales y campos agrícolas abandonados son sitios comunes donde ocurre sucesión secundaria.

Que en 5 a 15 años, las plantas dominantes en el campo agrícola abandonado son pinos como los de acícula corta y corteza gruesa . Mediante la acumulación de humus en el suelo, los pinos propician condiciones que restan importancia a las plantas que antes dominaron. Con el tiempo, los pinos ceden su dominancia a árboles de madera dura como el roble. La sustitución de los pinos por robles depende principalmente de los cambios ambientales causado por lo pinos. El humus de éstos produce modificaciones en el suelo, como un incremento en la capacidad de retención de agua, necesarias para que se establezcan las plántulas de los árboles de madera dura. Además, dichas plántulas son más tolerantes a la sombra que las propias de los pinos. La sucesión secundaria en campos abandonados podría proceder como sigue:

Que la fauna también cambia durante la sucesión secundaria siguiendo los cambios en las plantas. Si bien unas cuantas especies, como la musaraña rabicorta, se encuentran en todas las etapas de la sucesión de campo abandonado, la mayor parte de los animales aparecen en determinadas etapas y desaparecen en otras. Durante las etapas de grama, el hábitat se caracteriza por campos abiertos que contienen saltamontes, conejos y aves como gorriones y trigueros.

Que cuando se establecen las plántulas de pino , los animales de campo abierto ceden paso a animales de hábitat mixtos de herbáceas y arbustos como ciervos, ratones, petirrojos y gorriones, mientras que saltamontes y demases declinan. A medida que las plántulas de pino se convierten en árboles, los animales de bosque sustituyen a los que son comunes en hábitat mixtos herbáceos-arbustivos. Los conejos dejan paso a ardillas, petirrojos y gorriones son sustituidos por párulas y tordos. Así, cada etapa de la sucesión sostiene sus propios nichos ecológicos que son ocupados por fauna característica.

Que el flujo de energía por los ecosistemas el lineal

Que el paso unidireccional de la energía a través de un ecosistema se conoce como flujo de energía. La energía ingresa en un ecosistema como la energía radiante del sol, una diminuta parte de la cual es capturada y utilizada por los productores durante la fotosíntesis. La energía, ahora en forma química, se almacena en los enlaces de moléculas orgánicas (que contienen carbono) como la de la glucosa. Cuando estas moléculas son degradadas en la respiración celular, la energía queda disponible (en la forma de ATP) para realizar trabajo como reparar tejidos, generar calor corporal o reproducirse. A medida que se realiza el trabajo, la energía se escapa del organismo vivo o se disipa en el ambiente en forma de calor. Por último, esta energía calorífica se irradia hacia el espacio. Así, una vez que la energía química ha sido utilizada por un organismo, no puede ser reutilizada.

Que el flujo de energía describe quién se come a quién en los ecosistemas.

Que en un ecosistema, el flujo de energía ocurre en cadenas alimentarias, en las que la energía del alimento viaja de un organismo al siguiente en secuencia. Los productores constituyen el comienzo de la cadena alimentaria, puesto que son ellos los que capturan la energía del sol a través de la fotosíntesis. Los herbívoros (así como los omnívoros) comen plantas, con lo que obtienen la energía química de las moléculas de los productores además de los componentes a partir de los cuales forman sus propios tejidos. A su vez, los herbívoros con consumidos por omnívoros y carnívoros, quienes aprovechan la energía almacenada en las moléculas de los herbívoros. Los desintegradores degradan las moléculas orgánicas presentes en los restos (cuerpos muertos y desechos orgánicos) de todos los miembros de la cadena alimentaria.

Que a menudo, el flujo de energía y materia por los ecosistemas implica una variedad de elecciones de alimento para cada organismo participante . En un ecosistema de complejidad promedio son posibles cientos de vías alternativas. Así, un modelo más realista para el flujo de energía y materias es la trama alimentaria, un complejo de cadenas alimentarias interconectadas en un ecosistema.

Que cada nivel de una trama alimentaria se denomina nivel trófico. El primer nivel trófico está formado por los productores; el segundo por los consumidores primarios; el tercero por los consumidores secundarios; etc.

Que lo más importante que se debe recordar acerca del flujo de energía en los ecosistemas es que dicho flujo es lineal, o sea, unidireccional. Esto es, la energía puede desplazarse en una trama alimentaria de un nivel trófico al siguiente en tanto que no se le utilice para realizar trabajo biológico. Una vez que la energía ha sido utilizada por un organismo se pierde como calor y no está disponible para ningún otro organismo del ecosistema.

Conceptos Destacados

Del fascinante mundo de la ecología, algunos conceptos a aprender y otros principios a comprender.

Ecología es el estudio de las relaciones mutuas de los organismos con su medio ambiente físico y biótico porque los seres vivos y el ambiente físico interactúan en una inmensa y compleja red de relaciones

Principio a comprender: A lo largo de los años, la evolución biológica ha procedido de lo sencillo a lo complejo, demostrándonos que siempre podemos identificar un nivel de complejidad creciente.

Todo organismo pertenece a una población la que es definida como un grupo consistente en miembros de una misma especie que viven juntos en la misma zona y al mismo tiempo.

Las poblaciones se organizan en comunidades que consisten en todas las poblaciones de todas las diferentes especies que viven e interactúan mutuamente en una zona.

Un ecosistema comprende una comunidad en una zona específica que se vincula con su ambiente abiótico. Así, un ecosistema consiste no sólo en todas las interacciones entre los organismos que viven en una comunidad, sino también en las interacciones entre los organismos y su ambiente físico.

El mayor ecosistema, aquel que engloba a todos los demás es el planeta tierra, que en términos ecológicos recibe el nombre de Ecosfera. Ésta representa todas las interacciones de la biosfera, que comprende todas las comunidades biológicas del planeta. Los organismos de la biosfera dependen unos de otros y del ambiente físico de la Tierra : su atmósfera, hidrósfera y litosfera. La atmósfera es la envoltura gaseosa que rodea al planeta; la hidrósfera, la existencia terrestre de aguas; y la litosfera es el suelo y las rocas de la corteza terrestre.

Que la población, unidad importante a nivel ecológico, es un grupo de organismos vivos de una sola especie que viven en una zona geográfica común y en un tiempo determinado. La población es un nivel de organización biológico, que manifiesta características propias, interacciones entre sus miembros y relaciones con el ambiente.

Las poblaciones están formadas por individuos, pero tienen propiedades de las que éstas carecen; los individuos nacen, pero son las poblaciones las que exhiben tasas de natalidad. Los individuos mueren, pero son las poblaciones las que presentan tasas de mortalidad. Si bien las comunidades están compuestas por todas las poblaciones de todas las especies distintas que viven juntas en una zona, las poblaciones tienen propiedades que no poseen las comunidades.

La ecología de poblaciones estudia la abundancia y distribución de la población, explicando la cantidad de individuos de una especie dada y en un lugar, con parámetros de distribución y abundancia. Los ecólogos de poblaciones tratan de determinar los procesos comunes a todas las poblaciones. Estudian el modo en que una población interactúa con su ambiente

Densidad y distribución son dos características importantes de las poblaciones donde donde el tamaño de una población sólo es significativo cuando se definen los límites de esa población. Consideremos, por ejemplo, la diferencia entre mil ratones en 100 hectáreas y mil ratones en 1 hectárea .

Densidad de población es el número de individuos de una especie por unidad de superficie o de volumen en un momento dado.

Los distintos ambientes varían en la densidad poblacional de organismos de cualquier especie que soportan. Esta densidad también puede variar en un hábitat (ambiente local) de una estación a otra o de un año a otro. La densidad poblacional puede ser determinada en gran medida por factores externos en el ambiente.

Los individuos que integran la población a menudo exhiben patrones característicos de distribución por espaciamiento mutuo. Los individuos se distribuyen en grupos, de manera uniforme o al azar. La distribución en grupos (o agregada) al no ser aleatoria, a veces se denomina patrones de distribución.

Los organismos vivos forman grupos de distribución de acuerdo a características propias o del ambiente que los rodea. Cada tipo de distribución presenta características propias, cuales son:

Distribución agregada es quizás el tipo más común y se presenta cuando los individuos se concentran en partes específicas del hábitat. A menudo es el resultado de la distribución parcelaria de los recursos en el ambiente. Entre los animales, también se debe a la existencia de grupos familiares y parejas y en plantas a dispersión limitada de las semillas o a reproducción asexual.

Distribución uniforme ocurre cuando los individuos están espaciados de manera más regular de lo que se esperaría si la ocupación de un hábitat fuera aleatoria. Una colonia de anidación de aves marinas, donde las aves hacen sus nidos más o menos equidistantes unos de otros, es un ejemplo de distribución uniforme.

Distribución aleatoria o al azar, se presenta cuando los individuos de una población se espacian de manera impredecible o al azar, no relacionada con la presencia de otros. Los árboles de una misma especie, por ejemplo, a veces parecen distribuirse al azar en un bosque lluvioso tropical. De los tres tipos de distribución, éste es el menos común y el más difícil de observar en la naturaleza.

El crecimiento poblacional es descrito por modelos matemáticos porque cambia con el tiempo . A escala global, este cambio se debe en última instancia a dos factores: la tasa de natalidad (la frecuencia con que los organismos producen descendencia) y la tasa de mortalidad (la frecuencia con que los organismos mueren)

La tasa de natalidad suele expresarse como número de nacimientos por un millón de personas al año y la tasa de mortalidad, como números de defunciones por un millón de personas al año.

Demografía es la rama de la sociología que trata sobre las estadísticas poblaciones y sus clasificaciones. Los países se clasifican en dos grupos, a saber, los desarrollados y los sub-desarrollados, en base a su tasa de crecimiento poblacional, grado de industrialización y prosperidad relativa.

Países desarrollados tienen bajas tasas de crecimiento poblacional y están muy industrializados respecto al resto del mundo. Tienen las más bajas tasas de natalidad, de hecho, algunos de ellos como Alemania, tienen tasas que son menores que las necesarias para mantener estable la población, de modo que en dichos países la población está declinando. Los países industrializados también tienen bajas tasas de mortalidad infantil.

Países subdesarrollados se dividen en dos sub-categorías: moderadamente desarrollados y menos desarrollados En ambos casos, sus tasas de natalidad son levemente mayores que aquélla de los países desarrollados. Además, los primeros, tienen un nivel medio de industrialización. Los países menos desarrollados, como Nigeria, Etiopía y Laos tienen la mayor tasa de natalidad, las mayores tasas de mortalidad infantil, las menores expectativas de vida y los menores PIB per cápita promedio del mundo.

Las pirámides poblaciones por lo general ilustran el número de nacimientos en los años correspondientes (como las aquí mostradas). Sin embargo, las pirámides poblaciones también pueden incorporar otras características como las inmigraciones, emigraciones, la dinámica de crecimiento tanto exponencial como logística y las estrategias de crecimiento poblacional, expresando así el crecimiento (r) y el crecimiento (K), factores que también determinan el crecimiento poblacional.

La competencia es un importante factor dependiente de la densidad. A medida que la densidad de la población aumenta, también lo hace la competencia por recursos como espacio, alimento, refugio, agua, minerales y luz solar. Con tiempo, tal competencia puede llevar al punto a que muchos miembros de la población no obtengan el mínimo necesario del recurso menos disponible. Esto aumenta la tasa de mortalidad, reduce la tasa de natalidad o ambas cosas, inhibiendo cualquier crecimiento poblacional posterior.

La competencia ocurre tanto dentro de una población dada, llamada competencia intraespecífica como entre poblaciones de especies distintas llamada competencia interespecífica

En competencia excluyente, determinados individuos dominantes obtienen un

suministro suficiente del recurso limitado a expensas de otros individuos de la población.

En la competencia equitativa, todos los individuos de una población "comparten" por igual el recurso limitado, de modo que a altas densidades poblacionales ninguno de ellos obtiene cantidad suficiente. Las poblaciones de especies en que opera la competencia equitativa a menudo oscilan en el tiempo, y siempre hay algo de riesgo en que el tamaño poblacional caiga a cero. En contraste, aquellas especies en las que opera la competencia excluyente experimentan una caída relativamente pequeña en el tamaño poblacional por la muerte de individuos incapaces de competir con éxito.

La ecología de comunidades posee niveles tróficos los que a su vez se clasifican en autotrofos y heterotrofos.

Una comunidad es una asociación de organismos de diferentes especies que viven en el mismo lugar, interactuando entre sí. A la comunidad se le puede llamar Biocenosis , y el lugar que ocupa se llama Biotopo

La luz del sol es la fuente de energía que activa casi todos los procesos vitales en la Tierra existiendo los productores primarios, también llamados autótrofos o simplemente productores, son organismos que sintetizan moléculas orgánicas complejas a partir de sustancias inorgánicas simples (por lo común dióxido de carbono u agua), casi siempre utilizando la energía solar. En otras palabras, la mayor parte de los productores realizan la fotosíntesis. Al incorporar en su propia biomasa (materia viva) las sustancias químicas que procesan, los productores se convierten en recursos alimentarios potenciales para otros organismos.

Todos los otros organismos de una comunidad son heterótrofos, que extraen energía de moléculas orgánicas producidas por otros organismos.

Los consumidores son heterótrofos que obtienen energía y componentes estructurales al alimentarse de moléculas orgánicas formadas por otros organismos Los consumidores que sólo comen productores se denominan consumidores primarios, o sea que son exclusivamente herbívoros. Ciervos y saltamontes son ejemplos de consumidores primarios.

Los consumidores secundarios comen consumidores primarios, encontrándose entre ellos los carnívoros, que comen otros animales. Leones y arañas son ejemplos de carnívoros. Otros consumidores llamados omnívoros se alimentan de una variedad de organismos, vegetales y animales, y por tanto son a la vez consumidores primarios y secundarios. Osos, cerdos y seres humanos son ejemplo de omnívoros.

Algunos consumidores, llamados detritívoros o detritófagos engullen detritos, materia orgánica muerta como la de animales en descomposición, hojarascas y heces.

Los detritívoros, como caracoles, cangrejos, almejas y gusanos son especialmente abundantes en hábitat acuáticos, donde excavan en el fondo y consumen la materia orgánica que ahí se acumula. Las lombrices de tierra son detritívoros terrestres, al igual que termitas, escarabajos, caracoles y milpiés. Los detritívoros trabajan junto con los desintegradores microbianos para destruir organismos muertos y productos de desecho.

Los desintegradores también llamados descomponedores, putrefactotes o sapótrofos) son heterótrofos microbianos que degradan la materia orgánica y utilizan los productos de la descomposición como fuente de energía. Típicamente liberan moléculas inorgánicas simples, como dióxido de carbono y sales minerales que son reutilizadas por los productores.

Productores y desintegradores son indispensables en los ecosistemas. Los productores suministran alimento y oxígeno al resto de la comunidad. Los desintegradores son también necesarios para la supervivencia a largo plazo de toda la comunidad porque sin ellos los organismos muertos, los productos de desecho se acumularían de manera indefinida. Sin desintegradores, elementos esenciales tales como el potasio, nitrógeno y fósforo jamás se recuperarían los organismos muertos, y por tanto, quedarían fuera del alcance de nuevas generaciones de seres vivos.

E xisten relaciones inter-específicas porque los organismos interactúan de diversas maneras. Ninguna especie es independiente de otros organismos. Los productores, consumidores y desintegradores de una comunidad interactúan de diversas maneras complejas, y cada uno establece asociaciones con otros organismos. En una comunidad ocurren tres tipos principales de interacciones entre especies: depredación, simbiosis y competencia.

La selección natural moldea tanto a la presa como al depredador donde depredación es el consumo de una especie, la presa, por otra, el depredador. En ella participan animales que comen otros animales, y animales que comen plantas. La depredación ha causado una "carrera armamentista" evolutiva con el desarrollo evolutivo de estrategias tanto del depredador (manera más eficiente de capturar a las presas) como de la presa (mejores maneras de escapar al depredador). Un depredador más eficiente para capturar a sus presas ejerce una intensa presión evolutiva sobre ésta, las cuales con el tiempo desarrollan algún recurso para reducir la probabilidad de ser capturadas. A su vez, el recurso adquirido por la presa actúa como una fuerte presión selectiva sobre el depredador. Esta evolución interdependiente de dos especies interactuantes se conoce como coevolución.

Entre los diferentes tipos de depredación está la persecución y el acecho.

Un tipo de depredación es la persecución . Aquí se persigue a la presa y se le captura de manera muy veloz. Un ejemplo de esto es un pelícano que se tira al agua y despega de ella después de haber capturado un pez. Para esta eficaz estrategia de depredación se requiere de mucha rapidez.

El acecho es otro método eficaz de capturar presas . Algunas arañas pequeñas se ocultan en flores que son del mismo color que el de si cuerpo. Este camuflaje les ayuda a pasar inadvertidas para los insectos que visitan la flor en busca del néctar hasta que es demasiado tarde. Los depredadores que son capaces de atraer a las presas son especialmente eficaces en el acecho.

Las plantas no pueden escapar corriendo de los depredadores, pero poseen varias adaptaciones que las protegen de ellos. Sus espinas, púas, hojas coriáceas o incluso capas gruesas de cera en las hojas desalienta a los herbívoros de consumirlas.

Otras plantas producen agentes químicos protectores de sabor desagradable o incluso tóxicos para los herbívoros . Resulta interesante conocer que muchas de las defensas químicas de las platas son útiles para el ser humano. Así, son muchísimos los tipos de defensa química que las plantas utilizan para defenderse de sus depredadores, y éstos aprenden a evitar a los insectos que tienen estos niveles de toxicidad.

La llamativa coloración de advertencia de algunos insectos indica su toxicidad claramente a los depredadores, que han aprendido a asociar los colores brillantes con enfermedad.

Las defensas químicas también son comunes entre los animales que podrían ser presas de otros, como las ranas amazónicas o las serpientes, las que tienen veneno en sus glándulas o los zorrillos que lanzan sustancias malolientes para alejar a sus depredadores.

En el caso de animales, otra manera de escapar de los depredadores es corriendo con rapidez a sus madrigueras subterráneas. Otros tienen defensas mecánicas como las púas de un puercoespín o el caparazón de las tortugas. Otros animales viven en grupos como los cardúmenes de peces. Puesto que un grupo tienen infinidad de ojos, oídos y narices para detectar a un depredador y reducir así la posibilidad de que tome desprevenido a uno de los miembros del grupo.

También existe la defensa llamada coloración críptica que consiste en colores o marcar que los asemeja con en entorno y de este modo los oculta para confundir a sus depredadores. Determinadas orugas parecen ramitas, tanto que una persona difícilmente diría que se trata de animales a menos de que las vea moverse.

A veces una especie inofensiva o comestible (llamada imitador) es protegida de la depredación por su parecido con una especia que es peligrosa de en alguna forma (llamad modelo) Tal estrategia se denomina mimetismo batesiano. Por ejemplo, una mariposa nocturna, inofensiva como todos los lepidópteros, puede ser tan parecida a una abeja o avispa que los depredadores la evitan.

En el mimetismo mülleriano, diferentes especies, toda ellas venenosas, nocivas o de sabor desagradables, se parecen entre sí. Si bien su aspecto constituye una ventaja adicional es más fácil que los depredadores potenciales aprendan una coloración de advertencia común.

La simbiosis implica una asociación estrecha entre especies donde simbiosis es cualquier relación o asociación íntima a largo plazo entre dos o más especies. Los miembros de una relación simbiótica, llamados simbiontes, pueden beneficiarse, no ser afectados o resultar perjudicados por la relación. Las miles de asociaciones simbióticas en la naturaleza son todas el resultado de coevolución. La simbiosis asume tres formas: mutualismo, comensalismo y parasitismo.

En el mutualismo los beneficios son compartidos entendiéndose por mutualismo una relación simbiótica en la que ambas partes se benefician . Un notable ejemplo de mutualismo se observa entre hormigas o avispas y enredaderas con flores observable en plantas de América de Sur y Central. Las enredaderas que producen flores de color rojo intenso suelen ser polinizadas por colibríes, que son recompensados con néctar de los capullos. Sin embargo, algunos insectos intentan robar a la flor su néctar sin realizar la importante tarea de polinización. Las hormigas o avispas que patrullan la planta atacan a cualquier posible ladrón de néctar y son recompensadas con néctar proveniente de las hojas.

El comensalismo consiste en tomar sin dañar porque es un tipo de simbiosis en el que un organismo se beneficia y el otro no es perjudicado ni beneficiado. Un ejemplo de comensalismo es la relación entre un árbol tropical y sus epífitas, plantas más pequeñas que viven fijas a la corteza de sus ramas.

La epífita, planta pequeña que vive fija a la corteza de las ramas de un árbol, se fija al árbol pero no obtiene nutrientes ni agua directamente de él, sino que es su ubicación en el árbol lo que le permite obtener luz adecuada, agua (de lluvia que escurre por las ramas) y los minerales requeridos (arrastrados de la hojas del árbol por la lluvia). De este modo, la epífita se beneficia de la asociación, mientras que el árbol al parecer no es afectado.

El parasitismo consiste en aprovecharse de otro porque es una relación simbiótica en la que una parte, el parásito, se beneficia, y la otra, el huésped, es perjudicada. El parásito vive sobre su huésped o dentro de él, del que obtiene los nutrientes. Un parásito rara vez mata al huésped de manera directa aunque suele debilitarlo, haciéndolo más vulnerable a depredadores, competidores o factores ambientales. El parasitismo es un modo de vida exitoso, estimándose que más de dos tercios de todas las especies son parásitas. Tan solo en el ser humano viven más de 100 parásitos, desde garrapatas hasta tenias.

Un parásito se denomina patógeno cuando causa enfermedad y ocasionalmente la muerte de sus huéspedes. La formación de agallas en vegetales, causada por una bacteria, ocurre en muchos tipos distintos de vegetales y provoca pérdidas por millones de dólares cada año en plantas ornamentales y agrícolas. Las bacterias causales, que viven en el suelo, penetran en las plantas a través de pequeñas heridas similares a picaduras de insectos. Producen agallas (como tumores) a menudo en la parte comprendida entre el tallo y las raíces de la planta, cerca de la superficie del suelo. Aunque las plantas rara vez mueren por la formación de agallas, se debilitan, crecen más lentamente y por lo general sucumben a otros patógenos.

El nicho describe la función de un organismo en la comunidad donde se ha visto que cada comunidad es habitada por diversos organismos y que éstos obtienen nutrimientos de distintas maneras. Se han examinado también algunos de los modos en que las especies interactúan para formar relaciones interdependientes dentro de la comunidad.

La descripción biológica de un organismo incluye (1) si es productor, consumidor o desintegrador, (2) si es depredador o presa (o ambos), (3) los tipos de asociaciones que forman y (4) la naturaleza de las interacciones competitivas intraespecíficas e interespecíficas. Sin embargo, son necesarios otros detalles para obtener un panorama completo.

El nicho ecológico es el espacio ecológico ocupado por una población dentro de un ecosistema. Por lo mismo, comprende todos los aspectos bióticos y abióticos de la existencia del organismo: todos los factores físicos, químicos y biológicos que le permiten sobrevivir, permanecer saludable y reproducirse. Entre otras cosas, un nicho incluye los alrededores físicos en que un organismo vive (su hábitat).

El nicho de un organismo también incluye lo que consume, aquéllos por quienes es consumido, los organismos con los que compite, y la forma en que es influido por los componentes abióticos del ambiente (como luz y temperatura). El nicho, entonces, es la totalidad de las adaptaciones de un organismo, el uso que hace de los recursos, y el modo de vida para el cual es apto. De este modo, la descripción completa del nicho ecológico de un organismo implica numerosas dimensiones.

El nicho ecológico de un organismo suele ser potencialmente mucho más amplio de lo que es en realidad. Un organismo puede utilizar mucho más de los recursos de su ambiente o de vivir en una variedad más amplia de hábitat de lo que es la realidad. El nicho ecológico potencial de un organismo es su nicho fundamental, pero factores diversos como competencia con otras especies suelen excluirlo de parte de su nicho fundamental. Así, el modo de vida que un organismo realmente lleva y los recursos que utiliza constituyen su nicho real.

El nicho ecológico varía según muchas variables, como lo pueden ser

•  La competencia entre especies, causando una exclusión competitiva del nicho.

•  La existencia de factores limitantes que restringen el nicho de in organismo. Se entiende por factores limitantes cualquier variable ambiental que tiende a restringir el nicho ecológico de un organismo.

La sucesión surge en el cambio de la comunidad con el tiempo porque una comunidad madura no surge de manera repentina plenamente desarrollada, sino que se desarrolla de modo gradual, en una serie de etapas, cada una dominada por organismos distintos. El proceso de desarrollo secuencial de una comunidad con el tiempo, que implica la sustitución de las especies de una etapa por diferentes especies en la etapa siguiente, se denomina sucesión. Una zona es colonizada al inicio por determinadas especies, que son sustituidas con el tiempo por otras, las cuales a su vez pueden ser sustituidas mucho después. La sucesión suele describirse en términos de los cambios en la composición de especies vegetales, aunque cada etapa secuencial también tiene sus propios tipos de animales y demás organismos característicos. El tiempo implicado en la sucesión ecológica es del orden de decenas, cientos de años, pero no los millones de años de la escala de tiempo evolutivo.

Algunas veces una comunidad surge de un ambiente "inanimado"

Sucesión primaria es el cambio en la descomposición de especies con el tiempo en un hábitat que antes no había sido ocupado por organismos; no existe suelo cuando comienza la sucesión primaria. Una superficie desnuda, como lava volcánica recién enfriada o roca alisada por acción glaciar es un sitio donde puede ocurrir sucesión primaria.

Durante la sucesión primaria en roca desnuda, la roca se transforma en suelo con el paso del tiempo donde uno podría observar primero una comunidad de líquenes, formados por la relación simbiótica entre un hongo o alga.

Los líquenes son a menudo el elemento más importante en la comunidad pionera, o sea la primera comunidad que aparece en la sucesión. Secretan ácidos que ayudan a romper la roca y de ese modo comienza a formarse el suelo. Una vez que se ha acumulado suficiente suelo, pastos y hierbas pueden ser sustituidos por arbustos bajos, que a su vez pueden ser sustituidos por árboles forestales en varias etapas distintas. La sucesión primaria en roca desnuda, puede requerir cientos o miles de años. Como ejemplo, Ppodría proceder de una comunidad pionera a una comunidad forestal como sigue:

La sucesión primaria también ocurre en dunas de arena, con la diferencia que la comunidad pionera son los pastos. Éstos se extienden sobre la superficie de la duna, sus raíces mantienen a la arena en su lugar, ayudando a estabilizarla. En este punto es posible la invasión de arbustos formadores de alfombras, las cuales estabilizan aún más la duna. Mucho después los arbustos pueden ser sustituidos por pinos, que a su vez son remplazados por robles años más tarde.

Algunas veces una comunidad se desarrolla en una ambiente en que existió una comunidad previa

Sucesión secundaria es el cambio en la composición de especies con el tiempo en un hábitat ya sustancialmente modificado por una comunidad preexistente; ya hay suelo en estos sitios. Zonas abiertas por incendios forestales y campos agrícolas abandonados son sitios comunes donde ocurre sucesión secundaria.

En 5 a 15 años, las plantas dominantes en el campo agrícola abandonado son pinos como los de acícula corta y corteza gruesa. Mediante la acumulación de humus en el suelo, los pinos propician condiciones que restan importancia a las plantas que antes dominaron. Con el tiempo, los pinos ceden su dominancia a árboles de madera dura como el roble. La sustitución de los pinos por robles depende principalmente de los cambios ambientales causado por lo pinos. El humus de éstos produce modificaciones en el suelo, como un incremento en la capacidad de retención de agua, necesarias para que se establezcan las plántulas de los árboles de madera dura. Además, dichas plántulas son más tolerantes a la sombra que las propias de los pinos. La sucesión secundaria en campos abandonados podría proceder como sigue:

La fauna también cambia durante la sucesión secundaria siguiendo los cambios en las plantas. Si bien unas cuantas especies, como la musaraña rabicorta, se encuentran en todas las etapas de la sucesión de campo abandonado, la mayor parte de los animales aparecen en determinadas etapas y desaparecen en otras. Durante las etapas de grama, el hábitat se caracteriza por campos abiertos que contienen saltamontes, conejos y aves como gorriones y trigueros.

Cuando se establecen las plántulas de pino, los animales de campo abierto ceden paso a animales de hábitat mixtos de herbáceas y arbustos como ciervos, ratones, petirrojos y gorriones, mientras que saltamontes y demases declinan. A medida que las plántulas de pino se convierten en árboles, los animales de bosque sustituyen a los que son comunes en hábitat mixtos herbáceos-arbustivos. Los conejos dejan paso a ardillas, petirrojos y gorriones son sustituidos por párulas y tordos. Así, cada etapa de la sucesión sostiene sus propios nichos ecológicos que son ocupados por fauna característica.

El flujo de energía por los ecosistemas es lineal y el paso unidireccional de la energía a través de un ecosistema se conoce como flujo de energía. La energía ingresa en un ecosistema como la energía radiante del sol, una diminuta parte de la cual es capturada y utilizada por los productores durante la fotosíntesis. La energía, ahora en forma química, se almacena en los enlaces de moléculas orgánicas (que contienen carbono) como la de la glucosa. Cuando estas moléculas son degradadas en la respiración celular, la energía queda disponible (en la forma de ATP) para realizar trabajo como reparar tejidos, generar calor corporal o reproducirse. A medida que se realiza el trabajo, la energía se escapa del organismo vivo o se disipa en el ambiente en forma de calor. Por último, esta energía calorífica se irradia hacia el espacio. Así, una vez que la energía química ha sido utilizada por un organismo, no puede ser reutilizada.

El flujo de energía describe quién se come a quién en los ecosistemas porque el flujo de energía ocurre en cadenas alimentarias, en las que la energía del alimento viaja de un organismo al siguiente en secuencia. Los productores constituyen el comienzo de la cadena alimentaria, puesto que son ellos los que capturan la energía del sol a través de la fotosíntesis. Los herbívoros (así como los omnívoros) comen plantas, con lo que obtienen la energía química de las moléculas de los productores además de los componentes a partir de los cuales forman sus propios tejidos. A su vez, los herbívoros con consumidos por omnívoros y carnívoros, quienes aprovechan la energía almacenada en las moléculas de los herbívoros. Los desintegradores degradan las moléculas orgánicas presentes en los restos (cuerpos muertos y desechos orgánicos) de todos los miembros de la cadena alimentaria.

A menudo, el flujo de energía y materia por los ecosistemas implica una variedad de elecciones de alimento para cada organismo participante. En un ecosistema de complejidad promedio son posibles cientos de vías alternativas. Así, un modelo más realista para el flujo de energía y materias es la trama alimentaria, un complejo de cadenas alimentarias interconectadas en un ecosistema.

Cada nivel de una trama alimentaria se denomina nivel trófico. El primer nivel trófico está formado por los productores; el segundo por los consumidores primarios; el tercero por los consumidores secundarios; etc.

Lo más importante que se debe recordar acerca del flujo de energía en los ecosistemas es que dicho flujo es lineal, o sea, unidireccional. Esto es, la energía puede desplazarse en una trama alimentaria de un nivel trófico al siguiente en tanto que no se le utilice para realizar trabajo biológico. Una vez que la energía ha sido utilizada por un organismo se pierde como calor y no está disponible para ningún otro organismo del ecosistema.