Capítulo 5 Análisis Funcional de Los Ecosistemas

 

Capítulo IV Análisis Funcional de los Ecosistemas

 

LA TEORÍA DE LA EVOLUCIÓN Y EL ORIGEN DEL SER HUMANO 

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  La existencia existencia de especies diferentes diferentes en lugar lugares es relativamente relativamente próximos y que tenían un mismo clima, pero entre los que había una barrera infranqueable, como co mo oc ocur urre re co con n la lass di dife fere rent ntes es es espe peci cies es de pi pinz nzon ones es y la lass di dife fere rent ntes es subespecies de tortugas terrestres que viven en las islas Galápagos, fue uno de los principales hechos que condujeron a Charles Darwin a proponer la teoría de la evolución.   Los hallazgos hallazgos de cráneos fósiles con carac característ terísticas icas intermedias intermedias entre los seres humanos loselgrandes muestran que la especie humana no es una excepciónyen procesoprimates evolutivo.   La ci cien enci cia a no tie tiene ne to toda davía vía re resp spue uesta stass pa para ra to toda dass la lass cu cues esti tion ones es qu que e se plantean sobre la evolución de las especies, pero sí no aporta un buen número de pr prue ueba bass qu que e pe perm rmite iten n de desc scar artar tar ex expl plic icac acio ione ness sim simpl plis ista tass y al algu guna nass interpretaciones que han resultado erróneas.

 

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 La especie se define como el conjunto de individuos que se pueden reproducir entre sí y pueden dar lugar a descendientes también fértiles. Dicho de otro modo, los individuos que no pueden hacerlo se considera que son de distinta especie.

  A lo largo de la historia se han dado dos tipos de explicaciones sobre sobre el origen de las especies: la creación directa y la evolución biológica.

 

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Creacioni Creaci onismo smo,, fij fijism ismo o y cat catast astrof rofism ismo: o: El creacionismo y el fijismo eran las corrientes de pensamiento instaladas en la comunidad científica antes de que fueran sustituidas por las teorías de la evolución.   Según la teoría creacionista, creacionista, el origen de cada cada una de las especies se debía un acto creador específico.   De manera complementaria complementaria a esta idea, la teoría fijista sostenía que las especies se mantienen invariables a lo largo del tiempo.   Carl von (1707-1778), uno de científ icos más de es este te Linné pens pe nsam amien iento to,, sin sinte teti tiza zaba balosas asícientíficos í es esta tas s te teor oría ías: s:representativos «Hay «H ay ta tant ntas as especi esp ecies es dif difere erente ntess com como o for formas mas div divers ersas as fue fueron ron cre creada adass en un principio por el ser infinito».

 

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 Georges Cuvier (1769-1832) también era partidario de la inmutabilidad de las especies. Consideraba que los fósiles eran restos de seres vivos que habían existido en tiempos pasados, pero no de especies antecesoras de los organismos actuales.   Para explicar la desaparición desaparición de las especies fósiles aplicó la teoría geológica del catastrofismo.   Según ésta, durante durante el transcurso de la historia historia de la Tier Ti erra ra,, ha habí bían an su suce cedi dido do va varirias as ca catá tást stro rofe fess o cataclismos que provocaron la extinción total de ciertas especies. Sus seguidores incluso propusieron la cr crea eaci ción ón de nu nuev evas as es espe peci cies es de desp spué uéss de la lass catástrofes (policreacionismo).

 

Teorías y Pruebas de la Evolución

El nat natura uralist lista a fra francé ncéss Jea Jean-Ba n-Baptis ptiste te Lam Lamarc arck  k  (17 (174444-182 1829) 9)en publicó pub 18099 su 180 la hipótesis obra obr a Filo Filosof sofía ía zoológica, la licó que en expone sobre la transformación gradual de las especies a lo largo del tiempo, conocida actualmente como lamarckismo, que constituye la primera teoría de la evolución.

Los cre creaci acioni onista stass sost sostení enían an que Dios cre creaba aba dire di rect ctam amen ente te la lass es espe peci cies es,, mi mien entr tras as qu que e Lamarck defendía que Dios crea la naturaleza y esta es ta da lu luga garr a la lass es espe peci cies es,, de debi bido do a su tendencia tende ncia natural hacia la comple complejidad jidad y a las adapta ada ptacion ciones es cau causada sadass por las vari variaci acione oness ambientales.

 

Teorías y Pruebas de la Evolución

 

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  En el archipiélago de las Galápagos, situado situado en el océano Pacífico, Darwin observó observó que aunque la distancia entre las islas no era muy grande, sus especies eran diferentes. Por ejemplo, observó trece especies de pinzones, alguna de las cuales vivía solamente en una de las islas, que estaban adaptadas a distintos tipos de alimentación, También observó que en cada isla habitaba una subespecie diferente de tortuga terrestre.   Darwin llegó a la conclusión conclusión de que la elevada biodiversidad biodiversidad de las islas Galápagos se se debía a la adaptación y al aislamiento geográfico. Las adaptaciones a las condiciones ambientales peculiares de cada isla adquiridas y transmitidas a los descendientes sería la causa de la progresiva diferenciación di ferenciación de estos.

 

Teorías y Pruebas de la Evolución

 

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Teorías y Pruebas de la Evolución Crítica al Darwinismo: Las principales críticas desde el ámbito científico fueron: Las nuevas características ventajosas propuestas por Darwin se diluirían y desa de sapa pare rece cerí rían an en la de desc scen ende denc ncia ia.. Hay que tener presente que en aquella época se pensaba que las características biológicas recibidas eran el resultado de una mezcla de líquidos de origen materno y paterno. ◆

La te teor oría ía de Da Darw rwin in no ex expl plic icab aba a có cómo mo se or orig igin inab aba a la va vari riab abililid idad ad de la de desc scen ende denc ncia ia;

Las causas la variabilidad sonnecesario las mutaciones la recombinación genética, pero para llegar a estedeconocimiento sería que sey desarrollase la genética. Como Darwin no llegó a conocer los trabajos de Mendel, debido a su escasa difusión, no supo nunca el origen de la variabilidad de la descendencia y, por tanto, no pudo responder a las críticas que le acusaban de no explicar el origen de dicha variabilidad.

 

Teorías y Pruebas de la Evolución Crítica al Darwinismo: Las principales críticas desde el ámbito científico fueron: ◆   Si

las nuevas características ventajosas eran pequeñas, no había existido suficiente tiempo para que surgieran tantas especies diferentes. En aquella época se pensaba que la superficie fría de la Tierra solo tenía entre 20 y 40 millones de años y Darwin no encontró pruebas que demostraran que en realidad llevaba fría más de 3 500 millones de años. A part pa rtirir de 1900 1900,, la teor teoría ía da darw rwin inis ista ta su sufr frió ió un de decl cliv ive e en su ac acep epta taci ción ón de debi bido do al

descubrimient descubrimiento o de las mutaciones, pueden implicar grandes cambios poco tiempo y a algunas carencias; por ejemplo,que Darwin no supo explicar el origen de laen variabilidad de la descendencia.

 

Teorías y Pruebas de la Evolución Pruebas taxonómicas Según la teoría de la evolución, estas semejanzas se deben a que comparten un antecesor  común, es decir, a que todos proceden de una misma especie lejana en el tiempo. Esto permite la confección de un árbol evolutivo, en el que el tronco sería el filum, las ramas principales las clases, las primeras ramas secundarias los órdenes, etc. La existencia de formas intermedias entre dos taxones, como el ornitorrinco, que posee características intermedias entre los reptiles (es ovíparo y tiene un pico córneo como las tortugas) y los mamíferos (tiene pelo y las crías son alimentadas con leche), queda mejor explicada por un proceso de evolución desde los reptiles a los mamíferos, que por una creación independiente.

 

Teorías y Pruebas de la Evolución Pruebas biogeográficas Se basan en la distribución

las especies han surgido por

geográfica de las especies. Si las especies surgieran por creación independiente, esta característica no tendría por qué darse.

evolución a partir decolonizando una primera especie que ha ido las zonas próximas y las poblaciones han quedado aisladas.

Un ejemplo de ello podrían ser las once diferentes subespecies de la tortuga terrestre gigante (Geochelone (Geochelo ne nigra) que viven en las islas Galápagos.

Seis de ellas viven en seis islas diferentes y las otras cinco en cinco diferentes volcanes de la isla Isabela, separadas entre sí por barreras de lava. Todas ellas presentan características diferenciales (endemismos).

 

Teorías y Pruebas de la Evolución

 

Teorías y Pruebas de la Evolución

 

Teorías y Pruebas de la Evolución Pruebas paleontológicas El estudio los fósiles revela, a medida que transcurre la historia de la Tierra, un incremento en la complejidad estructural de los organismos y en la diversidad de especies. Según la teoría de la evolución, a partir de los primeros órganos simples se originan otros nuevos más complejos, lo que conlleva que una especie dé lugar a varias especies diferentes.

 

Teorías y Pruebas de la Evolución Pruebas paleontológicas

 

Teorías y Pruebas de la Evolución Pruebas anatómicas Se bas basan an en la com compa parac ración ión de ór órgan ganos os ent entre re dif difere erente ntess esp especi ecies es (a (ana natom tomía ía comparada). Desde una perspectiva evolutiva podemos distinguir varios tipos de órganos: homólogos, análogos y vestigiales

Homólogos: Son los que tienen el mismo origen embriológico y, como consecuencia, la misma estructura interna, aunque su forma y función sean diferentes.

 

Teorías y Pruebas de la Evolución Pruebas anatómicas Órg rgan anos os aná nálo logo gos: s:   So Son los que realizan la misma función, aunque tengan una estructura diferente.

 

Teorías y Pruebas de la Evolución

 

Teorías y Pruebas de la Evolución Pruebass bio Prueba bioquí químic micas as   Se basan en el estudio comparado de las moléculas de los organismos de distintas especies.

 

Teorías y Pruebas de la Evolución El ne neod odar arwi wini nism smo o o te teorí oría a sin sintét tétic ica a S. Ha Hard rdyy (1 (18877 77-1 -19947) y W. Wei ein nbe berg rg (1 (186 8622-19 1937 37)) demostraron que quienes evolucionan son lassí),poblaciones (conjunto de estos individuos quecon pueden reproducirse entre no los individuos, ya que mueren sus caracteres, mientras que las poblaciones varían a medida que aparecen in indi divi viduo duoss co con n ca cara ract cter eres es dist distin intos tos.. Para Para es estu tudi diar ar la evo evolu luci ción ón de las las poblaciones se observan las variaciones en las frecuencias de los genes que presentan (frecuencias génicas).

Según algu guno noss ci cien entíf tífic icos os,, co como mo J. Ha Halda ldane ne (1 (189 8922-19 1964 64), ), R. Fi Fish sher er Según al (189 (1 8900-19 1963 63)) y S. Wr Wrig ight ht (1 (188 8899-19 1988 88), ), las migraciones, las mutaciones, la deriva genética y la selección natural, son los principales factores que pueden modificar las frecuencias génicas de las poblaciones y, por tanto, provo pro voca carr su evo evoluc lució ión. n. Su estud estudio io reci recibe be el no nomb mbre re de ge gené néti tica ca de poblaciones.

 

Teorías y Pruebas de la Evolución El ne neod odar arwi wini nism smo o o te teorí oría a sin sintét tétic ica a

 

Cadenas Alimentarias o Tróficas En los ecosistemas se establecen relaciones alimentarias que obedecen consigna delas “quién comeaala quién” entre distintas poblaciones.

En otras palabras, las cadenas alimentarias indican qué seres vivos se alimentan de otros que habitan el mismo ecosistema.

Estas relaciones que se establecen entre los diversos organismos en su ambiente natural tienen dos consecuencias de gran importancia: el flujo de energía y la circulación de la materia

 

Cadenas Alimentarias o Tróficas Fluj Fl ujo o de en ener ergí gía: a: Este flujo va desde los organismos autótrofos (por lo general, organismos que rea realiz lizan an fo fotos tosínt íntesi esis) s) hac hacia ia otr otros os que se ali alimen mentan tan de ell ellos os y que cor corres respon ponden den a herbív her bívoro oros. s. A su vez vez,, los her herbív bívoro oross son pre presas sas de otr otros os ani animal males: es: los dep depred redado adores. res. Se constituye así una verdadera cadena para la vida, donde cada eslabón corresponde a un ser  vivo.

 

Cadenas Alimentarias o Tróficas Circul Cir culaci ación ón de mat materi eria a Ésta se traspasa de eslabón a eslabón en la cadena alimentaria, a través de las interacciones que se establecen entre los l os organismos que la conforman.

 eseslabón) aquella establecen sucesión eninteracciones la cual las agrupaciones deque organismos (cada Cad Cadena alimen ali mentar taria: ia:un uno ena representando de manera tal los primeros son

alimento de los segundos traspasándose sucesivamente materia y energía de un eslabón al siguiente.  

Cadenas Alimentarias o Tróficas

El primer eslabón, o primer nivel trófico, de cualquier cadena alimentaria siempre está representado por los productores, organismos autótrofos, los vegetales, que son capaces de transformar la energía lumínica del Sol en un tipo de energía que puede ser utilizado por plantas, bacterias, animales, etc.

Productores son

aquellos organismos

fotosintéticos “producen” útil para todos que los seres v ivos. Laenergía vivos. vida en el planeta se mantiene en una cadena alimentaria, gracias a estos organismos fotosintéticos.

 

Cadenas Alimentarias o Tróficas Los productores convierten la energía ambiental en enlaces de carbono, como los encontrados en el azúcar glucosa.

Los ejemplos más destacados de productores son las   plantas; ellas usan, por  medio de la fotosíntesis (convertir el dióxido de carbono en glucosa (u otro azúcar). Las algas alg as y las ci cian anob obac acte teririas as ta tamb mbién ién so son n productores   fotosintetizadores, como las plantas.

Otros productores son las bacterias que viven en algunas profundidades oceánicas.

Estas bacterias toman la energía de productos químicos provenientes del interior de la Tierra y con ella el la producen azúcares. Otras bacterias que viven bajo tierra también pueden producir azúcares usando la energía de sustancias inorgánicas.

 

Cadenas Alimentarias o Tróficas

El segundo eslabón, o segundo nivel trófico, lo ocupan los consumidores, organismos incapaces de utilizar la energía lumínica del Sol, y que para conseguir la energía necesaria para vivir deben alimentarse de otros organismos.

A los consumidores se les denomina heterótrofos que el término , ya significa: hetero = otro, diferente y trofos = alimentación.

Se distinguen diferentes tipos de consumidores, según sea el nivel de la cadena en que aparecen.

 

Cadenas Alimentarias o Tróficas Los consumidores obtienen su energía de los enlaces de carbono originados por los productores. Otro término para un consumidor es heterótrofo. Es posible distinguir 4 tipos de heterótrofos en base a lo que comen:

El nivel trófico se refiere a la posición de los organismos en la cadena alimenticia, estando los autótrofos en la base.

Un organismo que se alimente de autótrofos es llamado herbívoro o consumidor primario; uno que coma herbívoros es un carnívoro o consumidor secundario. Un carnívoro que coma carnívoros que se alimentan de herbívoros es un consumidor terciario, y

así sucesivamente.  

Cadenas Alimentarias o Tróficas Descomponedores son los microorganismos que habitan en el suelo y son los encargados de degradar y descomponer organismos muertos o restos de ellos.

Ejemplo de descomponedores son los hongos y las bacterias.

Esto determina que la materia que formaba parte de los seres vivos sea "devuelta" al ambiente, específicamente al suelo, donde puede volver a ser utilizada por otros organismos como los productores, los que a su vez los transmitirán a los consumidores de primer orden y así  sucesi suc esivam vament ente e a lo largo largo de la cad cadena ena.. Los descom descompon ponedo edores res pueden actuar en cualquier nivel trófico.

 

Cadenas Alimentarias o Tróficas Se habla de Redes tróficas o Redes alimentarias para señalar conjunto de cadenas queun se interconectan en algunos niveles tróficos.

De esta forma, un productor, como la hierba de un prado, puede ser pastoreado por más de un herbívoro o consumidor primario, como, por ejemplo, una cabra, una vaca, un conejo, etc.; a su vez, la cabra, lo mismo que la vaca, puede ser presa para dos o más consumidores secundarios.

Se obtiene una malla de flechas que sugieren el flujo de materia y energía, que se da entre las poblaciones interactuando entre sí.

Las redes tróficas corresponden a la representación de varias cadenas, que se interconectan en diferentes niveles alimenticios.

 

Cadenas Alimentarias o Tróficas

 

Cadenas Alimentarias o Tróficas Flujo de Energía a través del Ecosistema El diagrama muestra como la energía (flechas oscuras) y los nutrientes inorgánicos (flechas claras) fluyen a través del ecosistema. La energía "fluye" a través del ecosistema como enlaces carbono-carbono. Cuando ocurre respiración, los enlaces carbono-carbono se rompen y el carbono se combina con el oxígeno para formar dióxido de carbono (CO2). Este proceso libera energía, la que es usada por el organismo (para mover sus músculos, digerir alimento, excretar desechos, pensar, etc.) o perdida en forma de calor.

Las flechas oscuras en el diagrama representa el movimiento de esta energía. Observe que toda la energía proviene del sol, y que el destino final de toda la energía es perderse en forma de calor. ¡L ¡La a en ener ergí gía a no se re reci cicl cla a en lo loss ec ecos osis iste tema mas! s!  

Cadenas Alimentarias o Tróficas Flujo de Energía a través del Ecosistema Nutrientes inorgánicos: no contienen uniones carbono-carbono. Algunos de estos nutrientes inorgánicos son el fósforo en sus dientes, huesos y membranas celulares; el nitrógeno en sus aminoácidos (las piezas básicas de las proteínas); y el hierro en su sangre (para nombrar solamente unos pocos nutrientes inorgánicos). El flujo de los nutrientes se representa con flechas claras.

Observe que los autótrofos obtienen estos nutrientes inorgánicos del 'almacén' de nutrientes inorgánicos (usualmente el suelo o el agua que rodea la planta). Estos nutrientes inorgánicos son pasados de organismo a organismo cuando uno es

consumido por otro. Al final, todos los organismos mueren y se convierten en detrito, alimento para los descomponedores. En esta etapa los nutrientes inorgánicos son regresados al suelo o agua para se utilizados de nuevo. Los nutrientes inorgánicos son reciclados, la energía no.  

Cadenas Alimentarias o Tróficas Flujo de Energía a través del Ecosistema En el flujo de energía y de nutrientes inorgánicos, es posible hacer algunas generalizaciones: 1.La fuente primaria (en la mayoría de los ecosistemas) de energía es el sol. 2.El destino final de la energía en los ecosistemas es perderse como calor. 3.La energía y los nutrientes pasan de un organismo a otro a través de la cadena alimenticia a medida que un organismo se come a otro. 4.L 4.Los os des descomp compone onedor dores es ext extrae raen n la ene energí rgía a que per perman manece ece en los res restos tos de los organismos. 5.Los nutrientes inorgánicos son reciclados pero la energía no.