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Undécimo 11° · Biología
Ecología y sostenibilidad · La dinámica de los ecosistemas

Los componentes del ecosistema

Salga al patio de su colegio o a una plaza de su barrio en Heredia, con un fresco natural en la mano, y observe a su alrededor: hay hormigas, pasto, piedras, sol y algo de viento. Todo eso, junto con las relaciones que se establecen entre esos elementos, forma un ecosistema. La ecología es la ciencia que estudia cómo funciona. Al final de la página volveremos a este patio para describirlo con el lenguaje de la ecología.

Componentes bióticos y abióticos

Si levanta una piedra en un jardín húmedo de Cartago, va a ver lombrices, cochinillas y raíces en contacto con la tierra oscura, pequeñas piedras y aire fresco. ¿Cómo podemos clasificar todos los elementos de ese pequeño rincón natural?

Un ecosistema es un sistema abierto: recibe entradas de materia y energía (la luz del Sol, el agua de lluvia), las transforma y tiene salidas (calor, gases, restos). Dónde se pone el límite depende de lo que quiera estudiar: una laguna entera, un tronco caído o el patio del colegio. Además, tiende a mantenerse en equilibrio (homeostasis): si cambia una condición, los demás componentes responden y tienden a recuperar el estado anterior.

Un rincón natural con un árbol y una lombriz como componentes bióticos, y el sol con su luz y el suelo con piedras como componentes abióticos. árbol sol luz lombriz suelo Bióticos (seres vivos): árbol, lombriz Abióticos (medio físico): sol y su luz, suelo
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Clasifique los siguientes elementos de un ecosistema en bióticos o abióticos: la luz del Sol, un roble, la temperatura del aire, una lombriz, una roca, la humedad del…

Clasifique los siguientes elementos de un ecosistema en bióticos o abióticos: la luz del Sol, un roble, la temperatura del aire, una lombriz, una roca, la humedad del suelo, un hongo y el viento.

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Explique con sus propias palabras qué es un ecosistema y nombre dos componentes bióticos y dos abióticos de una charca.

Explique con sus propias palabras qué es un ecosistema y nombre dos componentes bióticos y dos abióticos de una charca.

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Un acuario con peces, plantas acuáticas, un filtro que oxigena el agua y una lámpara es un pequeño ecosistema artificial. Identifique sus componentes bióticos y…

Un acuario con peces, plantas acuáticas, un filtro que oxigena el agua y una lámpara es un pequeño ecosistema artificial. Identifique sus componentes bióticos y abióticos y describa una relación que se dé entre ellos.

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Hábitat y nicho ecológico

Estas dos ideas ya las estudió en décimo año; aquí se repasan para usarlas con los componentes del ecosistema.

Esquema que ilustra la diferencia entre el hábitat como lugar físico y el nicho ecológico como función de los organismos en el ecosistema. hábitat: bosque de roble ardilla nicho: come bellotas de día, trepa troncos

Algunas especies tienen un nicho muy estrecho (especialistas: por ejemplo, un animal que come casi un solo tipo de presa) y otras uno amplio (generalistas: comen de todo un poco y viven en ambientes variados). Si falta su alimento, las especialistas sufren más.

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Un pájaro carpintero vive en un bosque de pinos, donde excava su nido en los troncos y se alimenta de las larvas de los insectos que viven bajo la corteza. Indique cuál…

Un pájaro carpintero vive en un bosque de pinos, donde excava su nido en los troncos y se alimenta de las larvas de los insectos que viven bajo la corteza. Indique cuál es su hábitat y describa su nicho ecológico.

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Explique la diferencia entre hábitat y nicho ecológico usando como ejemplo una ardilla que vive en un robledal y se alimenta de bellotas.

Explique la diferencia entre hábitat y nicho ecológico usando como ejemplo una ardilla que vive en un robledal y se alimenta de bellotas.

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Observe el esquema: dos especies de aves, A y B, viven en el mismo árbol de encino. El ave A se alimenta de las bellotas de la copa y el ave B, de los insectos que viven…

Observe el esquema: dos especies de aves, A y B, viven en el mismo árbol de encino. El ave A se alimenta de las bellotas de la copa y el ave B, de los insectos que viven en el tronco. ¿Comparten hábitat? ¿Comparten nicho ecológico? Justifique sus respuestas a partir del esquema.

A B copa bellotas insectos tronco encino
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Productores, consumidores y descomponedores

En un bosque caen hojas secas y mueren animales cada año, pero el suelo nunca queda sepultado bajo los restos ni los árboles agotan los minerales. ¿Cómo se reparten las tareas los seres vivos para que la materia no deje de circular?

Diagrama cíclico: los productores alimentan a los consumidores, estos a los desintegradores, y los nutrientes que liberan estos vuelven a los productores. nutrientes minerales productor consumidor desintegrador plantas, algas animales hongos, bacterias la materia vuelve al medio y alimenta de nuevo a los productores
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En una pradera viven hierba, caballos, zopilotes y hongos. Clasifique cada organismo como productor, consumidor o descomponedor.

En una pradera viven hierba, caballos, zopilotes y hongos. Clasifique cada organismo como productor, consumidor o descomponedor.

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Unos cangrejos viven enterrados en la arena húmeda de una playa y salen a alimentarse de restos orgánicos cuando baja la marea. Indique cuál es su hábitat y su nicho…

Unos cangrejos viven enterrados en la arena húmeda de una playa y salen a alimentarse de restos orgánicos cuando baja la marea. Indique cuál es su hábitat y su nicho ecológico, y nombre un factor abiótico que condiciona su actividad.

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En un parque nacional conviven el jaguar y el coyote en un mismo entorno de bosque seco tropical. El jaguar caza casi exclusivamente pizotes vivos al acecho entre la…

En un parque nacional conviven el jaguar y el coyote en un mismo entorno de bosque seco tropical. El jaguar caza casi exclusivamente pizotes vivos al acecho entre la vegetación densa, mientras que el coyote consume pequeños roedores, carroña, frutos caídos e insectos tanto en zonas densas como abiertas. a) Identifique de forma razonada el hábitat de ambas especies y compare sus nichos ecológicos, señalando cuál es especialista y cuál generalista. b) Si una epidemia reduce la población de pizotes un 90 %, prediga qué le ocurrirá a la población de cada especie y justifique quién tiene mayor probabilidad de subsistir a partir de la amplitud de su nicho ecológico.

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Los factores abióticos condicionan la vida

Un cactus plantado en un bosque lluvioso de Limón se pudre, y un helecho de lugar sombreado se marchita en horas a pleno sol. ¿Por qué cada especie solo prospera con unas condiciones físicas muy concretas?

Cómo averiguar qué factor limita

Para saber qué factor limita, se cambia uno solo y se mantiene todo lo demás igual. Por ejemplo, para plantas en la sombra: se hacen dos grupos de plantas iguales; a uno se le da más luz (con un espejo o cambiándolo de lugar) y al otro más agua, y se mide cada semana su altura. El grupo que crezca más indica el factor limitante. Un grupo sin cambios sirve de comparación (control).

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Defina qué es un factor abiótico y ponga tres ejemplos presentes en un ecosistema marino.

Defina qué es un factor abiótico y ponga tres ejemplos presentes en un ecosistema marino.

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Cite dos factores abióticos que limitan la vida de las plantas en un desierto y explique cómo actúa uno de ellos.

Cite dos factores abióticos que limitan la vida de las plantas en un desierto y explique cómo actúa uno de ellos.

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En un desierto las plantas están muy separadas unas de otras. Señale qué factor abiótico cree que limita su crecimiento y explique cómo influye ese factor en los demás…

En un desierto las plantas están muy separadas unas de otras. Señale qué factor abiótico cree que limita su crecimiento y explique cómo influye ese factor en los demás seres vivos del ecosistema.

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Medir y comparar factores en el campo

En un colegio de San Carlos notan que bajo el árbol de mango casi no crece zacate, pero en el patio abierto sí. ¿Cómo pasar de «parece que hay más sombra» a un dato que se pueda comprobar?

Para estudiar un ecosistema no basta mirar: se mide. La luz se mide con un luxómetro (o una aplicación del celular), la temperatura con un termómetro de aire y de suelo, la humedad del suelo pesando una muestra antes y después de secarla, y el pH con tiras indicadoras. Los seres vivos se cuentan en un cuadrante, por ejemplo de 1 m × 1 m. Se mide en las mismas fechas y horas, y varias veces, para que las diferencias no sean casualidad.

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En el patio de un colegio hay una zona muy sombría donde las plantas crecen poco. Proponga una experiencia sencilla para averiguar si el factor que las limita es la luz…

En el patio de un colegio hay una zona muy sombría donde las plantas crecen poco. Proponga una experiencia sencilla para averiguar si el factor que las limita es la luz o el agua, indicando qué mantendría constante y qué mediría.

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En un estudio se miden la temperatura del agua y el número de anfibios en cuatro charcas: charca 1 (16 °C, 42 individuos), charca 2 (19 °C, 28 individuos), charca 3 (23…

En un estudio se miden la temperatura del agua y el número de anfibios en cuatro charcas: charca 1 (16 °C, 42 individuos), charca 2 (19 °C, 28 individuos), charca 3 (23 °C, 12 individuos) y charca 4 (27 °C, 3 individuos). Describa la relación que muestran los datos, razone qué factor abiótico podría explicarla e indique cómo lo comprobaría.

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Dos valles vecinos situados a la misma altitud y con idéntica orientación reciben la misma radiación solar y una pluviosidad idéntica (950 mm anuales). Sin embargo, en…

Dos valles vecinos situados a la misma altitud y con idéntica orientación reciben la misma radiación solar y una pluviosidad idéntica (950 mm anuales). Sin embargo, en el fondo del valle A prospera un frondoso hayedo y en el valle B solo sobrevive un pinar disperso. a) Puesto que el clima y la orientación son iguales, deduzca dos factores abióticos del suelo (edáficos) o del relieve que podrían explicar por qué las hayas no colonizan el valle B. b) Diseñe un procedimiento para medir uno de esos factores en ambos valles a lo largo de un mes, especificando qué instrumento usaría, qué variables mantendría controladas y qué resultado confirmaría su hipótesis.

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Tolerancia y factores limitantes

La albahaca de la huerta crece de maravillas en verano, pero en una huerta de altura del Cerro de la Muerte, con heladas de madrugada, se quema. ¿Qué tiene el frío que la mata si el agua y la luz no cambiaron?

Curva de tolerancia: el crecimiento de una especie es máximo en el óptimo y cae a cero en los límites mínimo y máximo del factor. mínimo óptimo máximo intensidad del factor (por ejemplo, temperatura) crecimiento

Las especies también tienen adaptaciones que amplían su tolerancia. En un estanque que se seca cada verano, algunas plantas dejan semillas o bulbos resistentes a la sequía que germinan cuando vuelve el agua, y los animales pueden enterrarse o dejar huevos resistentes.

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Un estanque temporal se seca cada verano. Explique cómo afecta este factor abiótico a los seres vivos del estanque y cite una adaptación que podría presentar una de sus…

Un estanque temporal se seca cada verano. Explique cómo afecta este factor abiótico a los seres vivos del estanque y cite una adaptación que podría presentar una de sus plantas.

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En las rocas desnudas de alta montaña solo crecen musgos y líquenes. Identifique dos factores abióticos duros de ese medio y razone por qué esos organismos sí pueden…

En las rocas desnudas de alta montaña solo crecen musgos y líquenes. Identifique dos factores abióticos duros de ese medio y razone por qué esos organismos sí pueden vivir allí.

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La tomatera es una planta de origen cálido cuyo intervalo térmico óptimo se sitúa entre 20 °C y 25 °C; por debajo de 10 °C paraliza su crecimiento y a 0 °C muere por…

La tomatera es una planta de origen cálido cuyo intervalo térmico óptimo se sitúa entre 20 °C y 25 °C; por debajo de 10 °C paraliza su crecimiento y a 0 °C muere por congelación. En una zona donde el invierno registra temperaturas medias de 4,5 °C y heladas nocturnas, un agricultor instala un invernadero con calefacción y riego por goteo. a) Utilizando los conceptos de «factor limitante» y «rango de tolerancia», justifique por qué es inviable el cultivo al aire libre y cómo el invernadero modifica artificialmente los límites ambientales. b) Manteniendo la temperatura a 22,0 °C y el agua constante, en diciembre las plantas no florecen y sus tallos crecen débiles y pálidos. Deduzca qué factor abiótico está actuando como nuevo factor limitante y proponga una medida técnica para corregirlo.

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Factores climáticos y edáficos

Dos huertas vecinas de Zarcero reciben el mismo sol y el mismo riego, pero en una el suelo es arenoso y en la otra arcilloso, y las plantas rinden distinto. ¿Por qué?

Los factores abióticos se agrupan en climáticos (luz, temperatura, lluvia, viento, humedad del aire), edáficos (del suelo: textura, drenaje, nutrientes, pH, aire entre las partículas) y de relieve (altitud, pendiente, orientación). Cuantos más factores son favorables, más variada y compleja puede ser la comunidad, como en un bosque lluvioso; cuantos más límites hay, más simple es, como en un páramo.

Tres grupos de factores abióticos: climáticos, edáficos y de relieve, con ejemplos de cada uno. Climáticos Edáficos De relieve luz, lluvia, viento nutrientes, pH, aire altura, pendiente

Los desintegradores también dependen de estos factores: trabajan mejor con humedad y temperatura moderadas. En un suelo que se calienta y se seca, las bacterias y los hongos se deshidratan y las lombrices mueren o se entierran. Entonces los restos se acumulan, los nutrientes tardan en volver al suelo y este se empobrece. Eso afecta a todas las plantas que crecen allí y, por lo tanto, a los animales que dependen de ellas: un cambio abiótico no queda limitado a un solo grupo de seres vivos.

La temperatura también marca el calendario de la vida. Muchas plantas brotan y florecen cuando el ambiente se calienta, mientras que los insectos polinizadores emergen según otras señales. Si el ambiente se calienta más de lo normal, pueden desfasarse: las flores abren cuando no hay polinizadores, se forman menos semillas y las aves que comen insectos tienen menos alimento.

Algo parecido pasa en una ciudad como San José: el asfalto y las construcciones retienen calor y, sin árboles, hay menos evapotranspiración (el agua que las plantas liberan y que enfría el aire). Por eso la ciudad es más caliente que el campo, es decir, forma una isla de calor. Un césped artificial no transpira ni da sombra: no enfría el ambiente como lo hace un árbol.

Para saber si un factor edáfico o de relieve explica una diferencia entre dos lugares, se mide en ambos con el mismo instrumento, en las mismas fechas y horas, y varias veces durante el mes: por ejemplo, un termómetro de suelo, el pesado de una muestra de tierra antes y después de secarla (para calcular la humedad) o tiras de pH.

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Un jardinero riega en exceso una maceta y las raíces de la planta se pudren porque el sustrato encharcado se queda sin oxígeno. Identifique los factores abióticos…

Un jardinero riega en exceso una maceta y las raíces de la planta se pudren porque el sustrato encharcado se queda sin oxígeno. Identifique los factores abióticos alterados y explique la cadena de efectos sobre la planta.

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Tras talar una parcela de bosque, se registra que la temperatura media del suelo ha aumentado 7,5 °C y la humedad superficial ha descendido un 40 % respecto a la zona…

Tras talar una parcela de bosque, se registra que la temperatura media del suelo ha aumentado 7,5 °C y la humedad superficial ha descendido un 40 % respecto a la zona intacta contigua. Un informe técnico asegura que «estos cambios abióticos solo afectarán a los árboles talados, pero no al resto de seres vivos del suelo». a) Rebata la afirmación del informe justificando cómo el cambio térmico y la desecación alteran directamente a los descomponedores (bacterias, hongos y lombrices). b) Prediga qué consecuencias en cascada tendrá la pérdida de estos descomponedores sobre el reciclaje de nutrientes y la capacidad del bosque para regenerarse de forma natural.

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En una gran ciudad, el asfalto y las construcciones retienen calor y la falta de vegetación reduce la evapotranspiración, elevando la temperatura media 2,5 °C respecto…

En una gran ciudad, el asfalto y las construcciones retienen calor y la falta de vegetación reduce la evapotranspiración, elevando la temperatura media 2,5 °C respecto al campo circundante (efecto isla de calor). a) Un estudio revela que los árboles de los parques urbanos brotan y florecen tres semanas antes que los del campo, pero los insectos polinizadores emergen en su fecha habitual. Prediga qué impacto tendrá este desajuste en la reproducción de las plantas y en las poblaciones de aves insectívoras urbanas. b) Un proyecto municipal propone sustituir el arbolado de un parque por césped artificial para «reducir el gasto de agua y mantener fresco el parque». Rebata científicamente esta idea explicando qué función abiótica desempeñan las plantas vivas que el césped sintético es incapaz de reproducir.

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Los factores abióticos en el agua

En el río Tárcoles el agua es turbia y a pocos centímetros ya no se ve nada; en el mar frente a Manuel Antonio, el agua es más transparente. ¿Qué cambia para los seres vivos a medida que se baja?

En el agua, los factores abióticos principales son la luz, la temperatura, la presión, la salinidad y el oxígeno disuelto. Todos cambian con la profundidad. La luz se va apagando: solo en las capas superiores hay fotosíntesis, así que los productores viven ahí. Más abajo la temperatura baja, la presión aumenta (aproximadamente una atmósfera más cada 10 m) y no hay luz. El oxígeno disuelto viene del aire y de la fotosíntesis de las algas, y lo consumen todos los seres vivos al respirar.

Columna de agua dividida en tres zonas: con luz y productores, penumbra y oscuridad con frío y alta presión. con luz: hay productores penumbra: poca luz oscuridad, frío y alta presión 0 m fondo
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De los siguientes elementos de un ecosistema marino, indique cuáles son bióticos y cuáles abióticos: el agua, un alga, la salinidad, un delfín, una roca del fondo y la…

De los siguientes elementos de un ecosistema marino, indique cuáles son bióticos y cuáles abióticos: el agua, un alga, la salinidad, un delfín, una roca del fondo y la luz que atraviesa el agua.

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Compare los factores abióticos que limitan la vida en el fondo marino profundo con los que la limitan en la superficie del mar, citando al menos dos diferencias.

Compare los factores abióticos que limitan la vida en el fondo marino profundo con los que la limitan en la superficie del mar, citando al menos dos diferencias.

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La construcción de una represa inunda de forma permanente un valle fluvial cubierto de matorral, creando un embalse de 30 metros de profundidad. a) Explique cómo…

La construcción de una represa inunda de forma permanente un valle fluvial cubierto de matorral, creando un embalse de 30 metros de profundidad. a) Explique cómo variarán dos factores abióticos esenciales (la penetración de la luz solar y la disponibilidad de oxígeno disuelto) desde la superficie hasta el fondo del embalse, justificando en qué zona podrán establecerse los productores fotosintéticos acuáticos. b) Durante los dos primeros años, la biomasa vegetal terrestre sumergida se pudre en el fondo. Prediga qué impacto tendrá este proceso biótico sobre la concentración de oxígeno en las capas profundas y qué consecuencias acarreará para los primeros peces y organismos bentónicos que colonicen el lugar.

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Vuelva al principio: en el patio, las hormigas (consumidores) y el pasto (productor) son componentes bióticos; las piedras, el viento y la luz del Sol son componentes abióticos que condicionan quién puede vivir allí.

Resumen

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