Información

44.1: El alcance de la ecología - Biología

44.1: El alcance de la ecología - Biología


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Habilidades para desarrollar

  • Definir la ecología y los cuatro niveles de investigación ecológica.
  • Describir ejemplos de las formas en que la ecología requiere la integración de diferentes disciplinas científicas.
  • Distinguir entre componentes abióticos y bióticos del medio ambiente.
  • Reconocer la relación entre los componentes abióticos y bióticos del medio ambiente.

La ecología es el estudio de las interacciones de los organismos vivos con su entorno. Un objetivo central de la ecología es comprender la distribución y abundancia de los seres vivos en el entorno físico. El logro de este objetivo requiere la integración de disciplinas científicas dentro y fuera de la biología, como bioquímica, fisiología, evolución, biodiversidad, biología molecular, geología y climatología. Algunas investigaciones ecológicas también aplican aspectos de la química y la física y, con frecuencia, utilizan modelos matemáticos.

Enlace al aprendizaje

El cambio climático puede alterar el lugar donde viven los organismos, lo que a veces puede afectar directamente a la salud humana. Mire el video de PBS “Sintiendo los efectos del cambio climático” en el que los investigadores descubren un organismo patógeno que vive mucho más allá de su rango normal.

Niveles de estudio ecológico

Cuando se estudia una disciplina como la biología, a menudo es útil subdividirla en áreas relacionadas más pequeñas. Por ejemplo, los biólogos celulares interesados ​​en la señalización celular deben comprender la química de las moléculas de señal (que suelen ser proteínas), así como el resultado de la señalización celular. Los ecologistas interesados ​​en los factores que influyen en la supervivencia de una especie en peligro podrían usar modelos matemáticos para predecir cómo los esfuerzos de conservación actuales afectan a los organismos en peligro. Para producir un conjunto sólido de opciones de gestión, un biólogo conservacionista debe recopilar datos precisos, incluido el tamaño de la población actual, los factores que afectan la reproducción (como la fisiología y el comportamiento), los requisitos de hábitat (como plantas y suelos) y las posibles influencias humanas en las especies en peligro de extinción. población y su hábitat (que podría derivarse de estudios en sociología y ecología urbana). Dentro de la disciplina de la ecología, los investigadores trabajan en cuatro niveles específicos, a veces de manera discreta y otras con superposición: organismo, población, comunidad y ecosistema (Figura ( PageIndex {1} )).

Ecología Organismal

Los investigadores que estudian la ecología a nivel de los organismos están interesados ​​en las adaptaciones que permiten a los individuos vivir en hábitats específicos. Estas adaptaciones pueden ser morfológicas, fisiológicas y de comportamiento. Por ejemplo, la mariposa azul de Karner (Lycaeides melissa samuelis) (Figure ( PageIndex {2} )) se considera un especialista porque las hembras ovipositan preferentemente (es decir, ponen huevos) en altramuces silvestres. Esta adaptación preferencial significa que la mariposa azul de Karner depende en gran medida de la presencia de plantas silvestres de altramuces para su supervivencia continua.

Después de la eclosión, las orugas larvarias emergen y pasan de cuatro a seis semanas alimentándose únicamente de altramuces silvestres (Figura ( PageIndex {3} )). Las orugas pupan (experimentan una metamorfosis) y emergen como mariposas después de unas cuatro semanas. Las mariposas adultas se alimentan del néctar de flores de altramuces silvestres y otras especies de plantas. Un investigador interesado en estudiar las mariposas azules de Karner a nivel de organismo, además de hacer preguntas sobre la puesta de huevos, podría hacer preguntas sobre la temperatura preferida de las mariposas (una pregunta fisiológica) o el comportamiento de las orugas cuando se encuentran en diferentes estadios larvales ( una pregunta de comportamiento).

Ecología de la población

Una población es un grupo de organismos cruzados que son miembros de la misma especie que viven en la misma área al mismo tiempo. (Los organismos que son todos miembros de la misma especie se denominan conespecíficos). Una población se identifica, en parte, por el lugar donde vive, y su área de población puede tener límites naturales o artificiales: los límites naturales pueden ser ríos, montañas o desiertos , mientras que los ejemplos de límites artificiales incluyen césped cortado, estructuras artificiales o carreteras. El estudio de la ecología de poblaciones se centra en la cantidad de individuos en un área y cómo y por qué el tamaño de la población cambia con el tiempo. Los ecologistas de población están particularmente interesados ​​en contar la mariposa azul de Karner, por ejemplo, porque está clasificada como en peligro de extinción a nivel federal. Sin embargo, la distribución y densidad de esta especie está muy influenciada por la distribución y abundancia de altramuces silvestres. Los investigadores podrían hacer preguntas sobre los factores que conducen al declive de los altramuces silvestres y cómo estos afectan a las mariposas azules de Karner. Por ejemplo, los ecologistas saben que el altramuz silvestre prospera en áreas abiertas donde los árboles y arbustos están en gran parte ausentes. En entornos naturales, los incendios forestales intermitentes eliminan regularmente árboles y arbustos, lo que ayuda a mantener las áreas abiertas que requiere el altramuz silvestre. Se pueden usar modelos matemáticos para comprender cómo la supresión de incendios forestales por parte de los humanos ha llevado al declive de esta importante planta para la mariposa azul de Karner.

Ecología comunitaria

Una comunidad biológica consiste en las diferentes especies dentro de un área, típicamente un espacio tridimensional, y las interacciones dentro y entre estas especies. Los ecologistas comunitarios están interesados ​​en los procesos que impulsan estas interacciones y sus consecuencias. Las preguntas sobre interacciones conespecíficas a menudo se centran en la competencia entre miembros de la misma especie por un recurso limitado. Los ecologistas también estudian las interacciones entre varias especies; los miembros de diferentes especies se denominan heteroespecíficos. Los ejemplos de interacciones heteroespecíficas incluyen depredación, parasitismo, herbivoría, competencia y polinización. Estas interacciones pueden tener efectos reguladores sobre el tamaño de la población y pueden afectar los procesos ecológicos y evolutivos que afectan la diversidad.

Por ejemplo, las larvas de la mariposa azul de Karner forman relaciones mutualistas con las hormigas. El mutualismo es una forma de relación a largo plazo que ha coevolucionado entre dos especies y de la que cada especie se beneficia. Para que exista el mutualismo entre organismos individuales, cada especie debe recibir algún beneficio de la otra como consecuencia de la relación. Los investigadores han demostrado que hay un aumento en la probabilidad de supervivencia cuando las larvas de la mariposa azul de Karner (orugas) son atendidas por hormigas. Esto podría deberse a que las larvas pasan menos tiempo en cada etapa de la vida cuando son atendidas por hormigas, lo que proporciona una ventaja para las larvas. Mientras tanto, las larvas de la mariposa azul Karner secretan una sustancia rica en carbohidratos que es una importante fuente de energía para las hormigas. Tanto las larvas azules de Karner como las hormigas se benefician de su interacción.

Ecología del ecosistema

La ecología de ecosistemas es una extensión de la ecología de organismos, poblaciones y comunidades. El ecosistema está compuesto por todos los componentes bióticos (seres vivos) en un área junto con los componentes abióticos (seres no vivos) de esa área. Algunos de los componentes abióticos incluyen aire, agua y suelo. Los biólogos de ecosistemas hacen preguntas sobre cómo se almacenan los nutrientes y la energía y cómo se mueven entre los organismos y la atmósfera, el suelo y el agua circundantes.

Las mariposas azules de Karner y el lupino salvaje viven en un hábitat estéril de robles y pinos. Este hábitat se caracteriza por la alteración natural y los suelos pobres en nutrientes que son bajos en nitrógeno. La disponibilidad de nutrientes es un factor importante en la distribución de las plantas que viven en este hábitat. Los investigadores interesados ​​en la ecología de los ecosistemas podrían hacer preguntas sobre la importancia de los recursos limitados y el movimiento de recursos, como los nutrientes, a través de las porciones bióticas y abióticas del ecosistema.

Conexión profesional

Ecologista

Una carrera en ecología contribuye a muchas facetas de la sociedad humana. Comprender los problemas ecológicos puede ayudar a la sociedad a satisfacer las necesidades humanas básicas de alimentos, refugio y atención médica. Los ecologistas pueden realizar su investigación en el laboratorio y al aire libre en ambientes naturales (Figura ( PageIndex {4} )). Estos entornos naturales pueden estar tan cerca de casa como el arroyo que atraviesa su campus o tan lejos como los respiraderos hidrotermales en el fondo del Océano Pacífico. Los ecologistas gestionan recursos naturales como las poblaciones de venado cola blanca (Odocoileus virginianus) para la caza o los bosques de álamo temblón (Populus spp.) Para la producción de papel. Los ecologistas también trabajan como educadores que enseñan a niños y adultos en diversas instituciones, incluidas universidades, escuelas secundarias, museos y centros de la naturaleza. Los ecologistas también pueden trabajar en puestos de asesoría ayudando a los legisladores locales, estatales y federales a desarrollar leyes que sean ecológicamente sólidas, o pueden desarrollar esas políticas y leyes ellos mismos. Para convertirse en ecologista se requiere una licenciatura, generalmente en ciencias naturales. La licenciatura suele ir seguida de una formación especializada o un título avanzado, según el área de ecología seleccionada. Los ecologistas también deben tener una amplia experiencia en ciencias físicas, así como una base sólida en matemáticas y estadística.

Enlace al aprendizaje

Visite este sitio para ver a Stephen Wing, un ecologista marino de la Universidad de Otago, discutir el papel de un ecologista y los tipos de problemas que exploran los ecologistas.

Resumen

La ecología es el estudio de las interacciones de los seres vivos con su entorno. Los ecologistas hacen preguntas en cuatro niveles de organización biológica: organismo, población, comunidad y ecosistema. A nivel de los organismos, los ecólogos estudian los organismos individuales y cómo interactúan con sus entornos. A nivel de población y comunidad, los ecólogos exploran, respectivamente, cómo cambia una población de organismos con el tiempo y las formas en que esa población interactúa con otras especies de la comunidad. Los ecologistas que estudian un ecosistema examinan las especies vivas (los componentes bióticos) del ecosistema, así como las partes no vivas (los componentes abióticos), como el aire, el agua y el suelo, del medio ambiente.

abiótico
componentes no vivos del medio ambiente
biótico
componentes vivos del medio ambiente
congéneres
individuos que son miembros de la misma especie
ecología
Estudio de la interacción entre los seres vivos y su entorno.
heteroespecíficos
individuos que son miembros de diferentes especies

Niveles de estudio ecológico

Cuando se estudia una disciplina como la biología, a menudo es útil subdividirla en áreas relacionadas más pequeñas. Por ejemplo, los biólogos celulares interesados ​​en la señalización celular deben comprender la química de las moléculas de señal (que suelen ser proteínas), así como el resultado de la señalización celular. Los ecologistas interesados ​​en los factores que influyen en la supervivencia de una especie en peligro de extinción podrían utilizar modelos matemáticos para predecir cómo los esfuerzos de conservación actuales afectan a los organismos en peligro de extinción. Para producir un conjunto sólido de opciones de gestión, un biólogo conservacionista debe recopilar datos precisos, incluido el tamaño de la población actual, los factores que afectan la reproducción (como la fisiología y el comportamiento), los requisitos de hábitat (como plantas y suelos) y las posibles influencias humanas en las especies en peligro de extinción. población y su hábitat (que podría derivarse de estudios en sociología y ecología urbana). Dentro de la disciplina de la ecología, los investigadores trabajan en cuatro niveles específicos, a veces de manera discreta y otras con superposición: organismo, población, comunidad y ecosistema (Figura 1).

Figura 1. Los ecologistas estudian dentro de varios niveles biológicos de organización. (crédito "organismos": modificación del trabajo por & # 8220Crystl & # 8221 / Flickr crédito "ecosistemas": modificación del trabajo por Tom Carlisle, sede del Servicio de Pesca y Vida Silvestre de EE. UU. crédito "biosfera": NASA)


Introducción

¿Por qué estudiar ecología? Quizás esté interesado en aprender sobre el mundo natural y cómo los seres vivos se han adaptado a las condiciones físicas de su entorno. O tal vez sea un futuro médico que busca comprender la conexión entre la salud de sus pacientes y su entorno.

Los seres humanos son parte del paisaje ecológico y la salud humana es una parte importante de la interacción humana con nuestro entorno físico y de vida. La enfermedad de Lyme, por ejemplo, sirve como un ejemplo moderno de la conexión entre nuestra salud y el mundo natural (Figura 44.1). Más formalmente conocida como borreliosis de Lyme, la enfermedad de Lyme es una infección bacteriana que puede transmitirse a los humanos cuando son picados por la garrapata del venado (Ixodes scapularis en el este de EE. UU., y Ixodes pacificus a lo largo de la costa del Pacífico). Las garrapatas de los ciervos son las principales vectores (un vector es un organismo que transmite un patógeno) para esta enfermedad. Sin embargo, no todas las garrapatas son portadoras del patógeno y no todas las garrapatas de los ciervos portan la bacteria que causa la enfermedad de Lyme en los seres humanos. Además, las garrapatas I. scapularis y pacificus puede tener otros huéspedes además de los ciervos. De hecho, resulta que el probabilidad de infección depende del tipo de huésped sobre el cual se desarrolla la garrapata: una mayor proporción de garrapatas que viven en ratones de patas blancas son portadoras de la bacteria que las garrapatas que viven en ciervos. El conocimiento sobre los entornos y las densidades de población en las que abunda la especie huésped ayudaría a un médico o epidemiólogo a comprender mejor cómo se transmite la enfermedad de Lyme y cómo se podría reducir su incidencia.

Como Asociado de Amazon, ganamos con las compras que califican.

¿Quiere citar, compartir o modificar este libro? Este libro es Creative Commons Attribution License 4.0 y debe atribuir OpenStax.

    Si está redistribuyendo todo o parte de este libro en formato impreso, debe incluir en cada página física la siguiente atribución:

  • Utilice la siguiente información para generar una cita. Recomendamos utilizar una herramienta de citas como esta.
    • Autores: Mary Ann Clark, Matthew Douglas, Jung Choi
    • Editor / sitio web: OpenStax
    • Título del libro: Biología 2e
    • Fecha de publicación: 28 de marzo de 2018
    • Ubicación: Houston, Texas
    • URL del libro: https://openstax.org/books/biology-2e/pages/1-introduction
    • URL de la sección: https://openstax.org/books/biology-2e/pages/44-introduction

    © 7 de enero de 2021 OpenStax. El contenido de los libros de texto producido por OpenStax tiene una licencia Creative Commons Attribution License 4.0. El nombre de OpenStax, el logotipo de OpenStax, las portadas de libros de OpenStax, el nombre de OpenStax CNX y el logotipo de OpenStax CNX no están sujetos a la licencia Creative Commons y no pueden reproducirse sin el consentimiento previo y expreso por escrito de Rice University.


    Conexión profesional

    EcologistaUna carrera en ecología contribuye a muchas facetas de la sociedad humana. Comprender los problemas ecológicos puede ayudar a la sociedad a satisfacer las necesidades humanas básicas de alimentos, refugio y atención médica. Los ecologistas pueden realizar su investigación en el laboratorio y al aire libre en ambientes naturales (Figura). Estos entornos naturales pueden estar tan cerca de casa como el arroyo que atraviesa su campus o tan lejos como los respiraderos hidrotermales en el fondo del Océano Pacífico. Los ecologistas administran recursos naturales como las poblaciones de venado cola blanca (Odocoileus virginianus) para la caza o el álamo temblón (Populus spp.) la madera representa la producción de papel. Los ecologistas también trabajan como educadores que enseñan a niños y adultos en diversas instituciones, incluidas universidades, escuelas secundarias, museos y centros de la naturaleza. Los ecologistas también pueden trabajar en puestos de asesoría ayudando a los legisladores locales, estatales y federales a desarrollar leyes que sean ecológicamente sólidas, o pueden desarrollar esas políticas y leyes ellos mismos. Para convertirse en ecologista se requiere al menos una licenciatura, generalmente en ciencias naturales. La licenciatura suele ir seguida de una formación especializada o un título avanzado, según el área de ecología seleccionada. Los ecologistas también deben tener una amplia experiencia en ciencias físicas, así como una base sólida en matemáticas y estadística.

    Este ecologista paisajista está liberando un hurón de patas negras en su hábitat nativo como parte de un estudio. (crédito: USFWS Mountain Prairie Region, NPS)


    44.1: El alcance de la ecología - Biología

    Al final de esta sección, podrá hacer lo siguiente:

    • Definir la ecología y los cuatro niveles básicos de investigación ecológica.
    • Describir ejemplos de las formas en que la ecología requiere la integración de diferentes disciplinas científicas.
    • Distinguir entre componentes abióticos y bióticos del medio ambiente.
    • Reconocer la relación entre los componentes abióticos y bióticos del medio ambiente.

    La ecología es el estudio de las interacciones de los organismos vivos con su entorno. Un objetivo central de la ecología es comprender la distribución y abundancia de los seres vivos en el entorno físico. El logro de este objetivo requiere la integración de disciplinas científicas dentro y fuera de la biología, como matemáticas, estadística, bioquímica, biología molecular, fisiología, evolución, biodiversidad, geología y climatología.

    Enlace al aprendizaje

    El cambio climático puede alterar el lugar donde viven los organismos, lo que a veces puede afectar directamente a la salud humana. Mire el video de PBS “Sintiendo los efectos del cambio climático” en el que los investigadores descubren un organismo patógeno que vive mucho más allá de su rango normal.

    Niveles de estudio ecológico

    Cuando se estudia una disciplina como la biología, a menudo es útil subdividirla en áreas relacionadas más pequeñas. Por ejemplo, los biólogos celulares interesados ​​en la señalización celular deben comprender la química de las moléculas de señal (que suelen ser proteínas), así como el resultado de la señalización celular. Los ecologistas interesados ​​en los factores que influyen en la supervivencia de una especie en peligro de extinción podrían utilizar modelos matemáticos para predecir cómo los esfuerzos de conservación actuales afectan a los organismos en peligro de extinción.

    Para producir un conjunto sólido de opciones de gestión, biólogo conservacionista necesita recopilar datos precisos, incluido el tamaño de la población actual, los factores que afectan la reproducción (como la fisiología y el comportamiento), los requisitos del hábitat (como las plantas y los suelos) y las posibles influencias humanas en la población en peligro y su hábitat (que podrían derivarse a través de estudios en sociología y ecología urbana). Dentro de la disciplina de la ecología, los investigadores trabajan en cuatro niveles generales, que a veces se superponen. Estos niveles son organismo, población, comunidad y ecosistema ((Figura)).

    Figura 1. Los ecologistas estudian dentro de varios niveles biológicos de organización. ("organismos" de crédito: modificación del trabajo de yeowatzup "/" poblaciones "de crédito de Flickr: modificación del trabajo de & # 8220Crystl & # 8221 /" comunidades "de crédito de Flickr: modificación del trabajo del Servicio de Pesca y Vida Silvestre de EE. UU." ecosistemas ": modificación del trabajo de Tom Carlisle, sede del Servicio de Pesca y Vida Silvestre de EE. UU. crédito "biosfera": NASA)

    Ecología Organismal

    Los investigadores que estudian la ecología a nivel de los organismos están interesados ​​en las adaptaciones que permiten a los individuos vivir en hábitats específicos. Estas adaptaciones pueden ser morfológicas, fisiológicas y de comportamiento. Por ejemplo, la mariposa azul de Karner (Lycaeides melissa samuelis) ((Figura)) se considera un especialista porque las mujeres solo poner huevos (es decir, poner huevos) en altramuces silvestres (Lupinus perennis). Este requisito y adaptación específicos significa que la mariposa azul de Karner depende completamente de la presencia de plantas silvestres de altramuces para su supervivencia.

    Figura 2. La mariposa azul de Karner (Lycaeides melissa samuelis) es una mariposa rara que vive solo en áreas abiertas con pocos árboles o arbustos, como pinares y sabanas de robles. Solo puede poner sus huevos en plantas de altramuces. (crédito: modificación del trabajo de J & amp K Hollingsworth, USFWS)

    Después de la eclosión, las orugas (primer estadio) emergen y pasan de cuatro a seis semanas alimentándose únicamente de altramuces silvestres ((Figura)). Las orugas se transforman en crisálidas para pasar por la etapa final de metamorfosis y emergen como mariposas después de unas cuatro semanas. Las mariposas adultas se alimentan del néctar de flores de altramuces silvestres y otras especies de plantas, como algodoncillo. Generalmente hay dos crías de Karner blue cada año.

    Un investigador interesado en estudiar las mariposas azules de Karner a nivel del organismo podría, además de hacer preguntas sobre los requisitos de puesta de huevos, hacer preguntas sobre la temperatura de vuelo torácica preferida de las mariposas (una pregunta fisiológica), o el comportamiento de las orugas cuando están en diferentes estadios larvarios (una cuestión de comportamiento).

    Figura 3. El altramuz silvestre (Lupinus perennis) es la única planta hospedante conocida de la mariposa azul Karner.

    Ecología de la población

    Una población es un grupo de organismos mestizos que son miembros de la misma especie que viven en la misma zona al mismo tiempo. (Los organismos que son todos miembros de la misma especie se denominan conespecíficos). Una población se identifica, en parte, por el lugar donde vive, y su área de población puede tener límites naturales o artificiales. Los límites naturales pueden ser ríos, montañas o desiertos, mientras que los límites artificiales pueden ser césped cortado, estructuras artificiales o carreteras. El estudio de Ecología de la población se centra en la cantidad de individuos en un área y cómo y por qué el tamaño de la población cambia con el tiempo.

    Por ejemplo, los ecologistas de poblaciones están particularmente interesados ​​en contar la mariposa azul de Karner porque está clasificada como una especie en peligro de extinción a nivel federal. Sin embargo, la distribución y densidad de esta especie está muy influenciada por la distribución y abundancia de altramuces silvestres y el entorno biofísico que los rodea. Los investigadores podrían hacer preguntas sobre los factores que conducen al declive de los altramuces silvestres y cómo estos afectan a las mariposas azules de Karner. Por ejemplo, los ecologistas saben que el altramuz silvestre prospera en áreas abiertas donde los árboles y arbustos están en gran parte ausentes. En entornos naturales, los incendios forestales intermitentes eliminan regularmente árboles y arbustos, lo que ayuda a mantener las áreas abiertas que requieren los altramuces silvestres. Los modelos matemáticos se pueden utilizar para comprender cómo la supresión de incendios forestales por parte de los humanos ha llevado al declive de esta importante planta para la mariposa azul de Karner.

    Ecología comunitaria

    Una comunidad biológica consiste en las diferentes especies dentro de un área, típicamente un espacio tridimensional, y las interacciones dentro y entre estas especies. Los ecologistas comunitarios están interesados ​​en los procesos que impulsan estas interacciones y sus consecuencias. Preguntas sobre conespecífico las interacciones a menudo se centran en la competencia entre miembros de la misma especie por un recurso limitado. Los ecologistas también estudian las interacciones entre varias especies miembros de diferentes especies que se denominan heteroespecíficos. Los ejemplos de interacciones heteroespecíficas incluyen depredación, parasitismo, herbivoría, competencia y polinización. Estas interacciones pueden tener efectos reguladores sobre el tamaño de la población y pueden afectar los procesos ecológicos y evolutivos que afectan la diversidad.

    Por ejemplo, las larvas de la mariposa azul de Karner forman relaciones mutualistas con las hormigas (especialmente Fórmica spp). El mutualismo es una forma de relación a largo plazo que ha coevolucionado entre dos especies y de la que cada especie se beneficia. Para que exista el mutualismo entre organismos individuales, cada especie debe recibir algunos beneficiarse del otro como consecuencia de la relación. Los investigadores han demostrado que hay un aumento en la supervivencia cuando las hormigas protegen a las larvas de la mariposa azul Karner (orugas) de los insectos depredadores y las arañas, un acto conocido como "tender". Esto podría deberse a que las larvas pasan menos tiempo en cada etapa de la vida cuando son atendidas por hormigas, lo que proporciona una ventaja para las larvas. Mientras tanto, para atraer a las hormigas, las larvas de la mariposa azul de Karner secretan feromonas parecidas a las de las hormigas y una sustancia rica en carbohidratos que es una importante fuente de energía para las hormigas. Tanto las larvas azules de Karner como las hormigas se benefician de su interacción, aunque las especies de hormigas acompañantes pueden ser parcialmente oportunistas y variar en el rango de la mariposa.

    Ecología del ecosistema

    La ecología de ecosistemas es una extensión de la ecología de organismos, poblaciones y comunidades. El ecosistema está compuesto por todos los componentes bióticos (seres vivos) en un área junto con los componentes abióticos (seres inertes) de esa área. Algunos de los componentes abióticos incluyen aire, agua y suelo. Los biólogos de ecosistemas hacen preguntas sobre cómo se almacenan los nutrientes y la energía y cómo se mueven entre los organismos y a través de la atmósfera, el suelo y el agua circundantes.

    Las mariposas azules de Karner y el lupino salvaje viven en un hábitat estéril de robles y pinos. Este hábitat se caracteriza por la alteración natural y los suelos pobres en nutrientes que son bajos en nitrógeno. La disponibilidad de nutrientes es un factor importante en la distribución de las plantas que viven en este hábitat. Los investigadores interesados ​​en la ecología de los ecosistemas podrían hacer preguntas sobre la importancia de los recursos limitados y el movimiento de recursos, como los nutrientes, a través de las porciones bióticas y abióticas del ecosistema.

    Conexión profesional

    Una carrera en ecología contribuye a muchas facetas de la sociedad humana. Comprender los problemas ecológicos puede ayudar a la sociedad a satisfacer las necesidades humanas básicas de alimentos, refugio y atención médica. Los ecologistas pueden realizar su investigación en el laboratorio y al aire libre en ambientes naturales ((Figura)). Estos entornos naturales pueden estar tan cerca de casa como el arroyo que atraviesa su campus o tan lejos como los respiraderos hidrotermales en el fondo del Océano Pacífico. Los ecologistas administran recursos naturales como las poblaciones de venado cola blanca (Odocoileus virginianus) para la caza o el álamo temblón (Populus spp.) la madera representa la producción de papel. Los ecologistas también trabajan como educadores que enseñan a niños y adultos en diversas instituciones, incluidas universidades, escuelas secundarias, museos y centros de la naturaleza. Los ecologistas también pueden trabajar en puestos de asesoría ayudando a los legisladores locales, estatales y federales a desarrollar leyes que sean ecológicamente sólidas, o pueden desarrollar esas políticas y leyes ellos mismos. Para convertirse en ecologista se requiere al menos una licenciatura, generalmente en ciencias naturales. La licenciatura suele ir seguida de una formación especializada o un título avanzado, según el área de ecología seleccionada. Los ecologistas también deben tener una amplia experiencia en ciencias físicas, así como una base sólida en matemáticas y estadística.

    Figura 4. Este ecologista paisajista está liberando un hurón de patas negras en su hábitat nativo como parte de un estudio. (crédito: USFWS Mountain Prairie Region, NPS)

    Enlace al aprendizaje

    Visite este sitio para ver a Stephen Wing, un ecologista marino de la Universidad de Otago, discutir el papel de un ecologista y los tipos de problemas que exploran los ecologistas.

    Resumen de la sección

    La ecología es el estudio de las interacciones de los seres vivos con su entorno. Los ecologistas hacen preguntas que comprenden cuatro niveles de organización biológica general: organismo, población, comunidad y ecosistema. A nivel de los organismos, los ecologistas estudian los organismos individuales y cómo interactúan con sus entornos. A nivel de población y comunidad, los ecólogos exploran, respectivamente, cómo cambia una población de organismos con el tiempo y las formas en que esa población interactúa con otras especies de la comunidad. Los ecologistas que estudian un ecosistema examinan las especies vivas (los componentes bióticos) del ecosistema, así como las partes no vivas (los componentes abióticos), como el aire, el agua y el suelo, del medio ambiente.


    Es posible, pero depende de dónde estemos en el mundo. En la Antártida, el ecosistema marino se gestiona actualmente en su conjunto en virtud de un acuerdo internacional para conservar los recursos vivos. Esto facilita la comprensión de las comunidades marinas y sus interacciones, además de ayudar a monitorear más de cerca las especies amenazadas.

    Aproximadamente un tercio de las especies de aves forestales no pueden vivir en pequeños remanentes de bosques. Las aves más pequeñas, como el petirrojo, utilizarán parcelas tan pequeñas como de 10 ha y las especies más grandes, como el cálao de mejillas marrones, necesitan parcelas de más de 10 kilómetros cuadrados. Hoy en día, los bosques de todo el mundo continúan siendo talados y convertidos en diferentes usos de la tierra. Por ejemplo, en 2005, más del 80% de la selva alta de Ghana se había talado en solo 100 años. Afortunadamente, los investigadores han utilizado estudios ecológicos para asesorar sobre los efectos que tiene la conversión de tierras en las especies nativas.


    Ecología Organismal

    Los investigadores que estudian la ecología a nivel de los organismos están interesados ​​en las adaptaciones que permiten a los individuos vivir en hábitats específicos. Estas adaptaciones pueden ser morfológicas, fisiológicas y de comportamiento. Por ejemplo, la mariposa azul de Karner (Lycaeides melissa samuelis) (Figura) se considera un especialista porque las hembras preferentemente ovipositan (es decir, ponen huevos) en altramuces silvestres. Esta adaptación preferencial significa que la mariposa azul de Karner depende en gran medida de la presencia de plantas silvestres de altramuces para su supervivencia continua.

    La mariposa azul de Karner (Lycaeides melissa samuelis) es una mariposa rara que vive solo en áreas abiertas con pocos árboles o arbustos, como pinares y sabanas de robles. Solo puede poner sus huevos en plantas de altramuces. (crédito: modificación del trabajo de J & amp K Hollingsworth, USFWS)

    Después de la eclosión, las orugas larvales emergen y pasan de cuatro a seis semanas alimentándose únicamente de altramuces silvestres (Figura). Las orugas pupan (experimentan una metamorfosis) y emergen como mariposas después de unas cuatro semanas. Las mariposas adultas se alimentan del néctar de flores de altramuces silvestres y otras especies de plantas. Un investigador interesado en estudiar las mariposas azules de Karner a nivel de organismo, además de hacer preguntas sobre la puesta de huevos, podría hacer preguntas sobre la temperatura preferida de las mariposas (una pregunta fisiológica) o el comportamiento de las orugas cuando se encuentran en diferentes estadios larvales ( una pregunta de comportamiento).

    El altramuz salvajeLupinus perennis) es la planta hospedante de la mariposa azul Karner.


    234 El alcance de la ecología

    Al final de esta sección, podrá hacer lo siguiente:

    • Definir la ecología y los cuatro niveles básicos de investigación ecológica.
    • Describir ejemplos de las formas en que la ecología requiere la integración de diferentes disciplinas científicas.
    • Distinguir entre componentes abióticos y bióticos del medio ambiente.
    • Reconocer la relación entre los componentes abióticos y bióticos del medio ambiente.

    La ecología es el estudio de las interacciones de los organismos vivos con su entorno. Un objetivo central de la ecología es comprender la distribución y abundancia de los seres vivos en el entorno físico. El logro de este objetivo requiere la integración de disciplinas científicas dentro y fuera de la biología, como matemáticas, estadística, bioquímica, biología molecular, fisiología, evolución, biodiversidad, geología y climatología.

    El cambio climático puede alterar el lugar donde viven los organismos, lo que a veces puede afectar directamente a la salud humana. Mire el video de PBS “Sintiendo los efectos del cambio climático” en el que los investigadores descubren un organismo patógeno que vive mucho más allá de su rango normal.

    Niveles de estudio ecológico

    Cuando se estudia una disciplina como la biología, a menudo es útil subdividirla en áreas relacionadas más pequeñas. Por ejemplo, los biólogos celulares interesados ​​en la señalización celular deben comprender la química de las moléculas de señal (que generalmente son proteínas), así como el resultado de la señalización celular. Los ecologistas interesados ​​en los factores que influyen en la supervivencia de una especie en peligro podrían usar modelos matemáticos para predecir cómo los esfuerzos de conservación actuales afectan a los organismos en peligro.

    Para producir un conjunto sólido de opciones de gestión, biólogo conservacionista necesita recopilar datos precisos, incluido el tamaño de la población actual, los factores que afectan la reproducción (como la fisiología y el comportamiento), los requisitos del hábitat (como las plantas y los suelos) y las posibles influencias humanas en la población en peligro y su hábitat (que podrían derivarse a través de estudios en sociología y ecología urbana). Dentro de la disciplina de la ecología, los investigadores trabajan en cuatro niveles generales, que a veces se superponen. Estos niveles son organismo, población, comunidad y ecosistema ((Figura)).


    Ecología Organismal

    Los investigadores que estudian la ecología a nivel de los organismos están interesados ​​en las adaptaciones que permiten a los individuos vivir en hábitats específicos. Estas adaptaciones pueden ser morfológicas, fisiológicas y de comportamiento. Por ejemplo, la mariposa azul de Karner (Lycaeides melissa samuelis) ((Figura)) se considera un especialista porque las mujeres solo poner huevos (es decir, poner huevos) en altramuces silvestres (Lupinus perennis). This specific requirement and adaptation means that the Karner blue butterfly is completely dependent on the presence of wild lupine plants for its survival.


    After hatching, the (first instar) caterpillars emerge and spend four to six weeks feeding solely on wild lupine ((Figure)). The caterpillars pupate as a chrysalis to undergo the final stage of metamorphosis and emerge as butterflies after about four weeks. The adult butterflies feed on the nectar of flowers of wild lupine and other plant species, such as milkweeds. Generally there are two broods of the Karner blue each year.

    A researcher interested in studying Karner blue butterflies at the organismal level might, in addition to asking questions about egg laying requirements, ask questions about the butterflies’ preferred thoracic flight temperature (a physiological question), or the behavior of the caterpillars when they are at different larval stages (a behavioral question).


    Population Ecology

    A population is a group of interbreeding organisms that are members of the same species living in the same area at the same time. (Organisms that are all members of the same species are called conspecifics .) A population is identified, in part, by where it lives, and its area of population may have natural or artificial boundaries. Natural boundaries might be rivers, mountains, or deserts, while artificial boundaries may be mowed grass, manmade structures, or roads. El estudio de population ecology focuses on the number of individuals in an area and how and why population size changes over time.

    For example, population ecologists are particularly interested in counting the Karner blue butterfly because it is classified as a federally endangered species. However, the distribution and density of this species is highly influenced by the distribution and abundance of wild lupine, and the biophysical environment around it. Researchers might ask questions about the factors leading to the decline of wild lupine and how these affect Karner blue butterflies. For example, ecologists know that wild lupine thrives in open areas where trees and shrubs are largely absent. In natural settings, intermittent wildfires regularly remove trees and shrubs, helping to maintain the open areas that wild lupine requires. Mathematical models can be used to understand how wildfire suppression by humans has led to the decline of this important plant for the Karner blue butterfly.

    Community Ecology

    A biological community consists of the different species within an area, typically a three-dimensional space, and the interactions within and among these species. Community ecologists are interested in the processes driving these interactions and their consequences. Questions about conspecific interactions often focus on competition among members of the same species for a limited resource. Ecologists also study interactions between various species members of different species are called heterospecifics . Examples of heterospecific interactions include predation, parasitism, herbivory, competition, and pollination. These interactions can have regulating effects on population sizes and can impact ecological and evolutionary processes affecting diversity.

    For example, Karner blue butterfly larvae form mutualistic relationships with ants (especially Formica spp). Mutualism is a form of long-term relationship that has coevolved between two species and from which each species benefits. For mutualism to exist between individual organisms, each species must receive algunos benefit from the other as a consequence of the relationship. Researchers have shown that there is an increase in survival when ants protect Karner blue butterfly larvae (caterpillars) from predaceous insects and spiders, an act known as “tending.” This might be because the larvae spend less time in each life stage when tended by ants, which provides an advantage for the larvae. Meanwhile, to attract the ants, the Karner blue butterfly larvae secrete ant-like pheromones and a carbohydrate-rich substance that is an important energy source for the ants. Both the Karner blue larvae and the ants benefit from their interaction, although the species of attendant ants may be partially opportunistic and vary over the range of the butterfly.

    Ecología del ecosistema

    Ecosystem ecology is an extension of organismal, population, and community ecology. The ecosystem is composed of all the biotic components (living things) in an area along with the abiotic components (nonliving things) of that area. Some of the abiotic components include air, water, and soil. Ecosystem biologists ask questions about how nutrients and energy are stored and how they move among organisms and through the surrounding atmosphere, soil, and water.

    The Karner blue butterflies and the wild lupine live in an oak-pine barren habitat. This habitat is characterized by natural disturbance and nutrient-poor soils that are low in nitrogen. The availability of nutrients is an important factor in the distribution of the plants that live in this habitat. Researchers interested in ecosystem ecology could ask questions about the importance of limited resources and the movement of resources, such as nutrients, though the biotic and abiotic portions of the ecosystem.

    Ecologist A career in ecology contributes to many facets of human society. Understanding ecological issues can help society meet the basic human needs of food, shelter, and health care. Ecologists can conduct their research in the laboratory and outside in natural environments ((Figure)). These natural environments can be as close to home as the stream running through your campus or as far away as the hydrothermal vents at the bottom of the Pacific Ocean. Ecologists manage natural resources such as white-tailed deer populations (Odocoileus virginianus) for hunting or aspen (Populus spp.) timber stands for paper production. Ecologists also work as educators who teach children and adults at various institutions including universities, high schools, museums, and nature centers. Ecologists may also work in advisory positions assisting local, state, and federal policymakers to develop laws that are ecologically sound, or they may develop those policies and legislation themselves. To become an ecologist requires at least an undergraduate degree, usually in a natural science. The undergraduate degree is often followed by specialized training or an advanced degree, depending on the area of ecology selected. Ecologists should also have a broad background in the physical sciences, as well as a solid foundation in mathematics and statistics.


    Visit this site to see Stephen Wing, a marine ecologist from the University of Otago, discuss the role of an ecologist and the types of issues ecologists explore.

    Resumen de la sección

    Ecology is the study of the interactions of living things with their environment. Ecologists ask questions that comprise four levels of general biological organization—organismal, population, community, and ecosystem. At the organismal level, ecologists study individual organisms and how they interact with their environments. At the population and community levels, ecologists explore, respectively, how a population of organisms changes over time and the ways in which that population interacts with other species in the community. Ecologists studying an ecosystem examine the living species (the biotic components) of the ecosystem as well as the nonliving portions (the abiotic components), such as air, water, and soil, of the environment.

    Preguntas de revisión

    Which of the following is a biotic factor?

    The study of nutrient cycling though the environment is an example of which of the following?

    1. organismal ecology
    2. population ecology
    3. community ecology
    4. ecosystem ecology

    Preguntas de pensamiento crítico

    Ecologists often collaborate with other researchers interested in ecological questions. Describe the levels of ecology that would be easier for collaboration because of the similarities of questions asked. What levels of ecology might be more difficult for collaboration?

    Ecologists working in organismal or population ecology might ask similar questions about how the biotic and abiotic conditions affect particular organisms and, thus, might find collaboration to be mutually beneficial. Levels of ecology such as community ecology or ecosystem ecology might pose greater challenges for collaboration because these areas are very broad and may include many different environmental components.

    The population is an important unit in ecology as well as other biological sciences. How is a population defined, and what are the strengths and weaknesses of this definition? Are there some species that at certain times or places are not in populations?

    It is beneficial to consider a population to be all of the individuals living in the same area at the same time because it allows the ecologist to identify and study all of the abiotic and biotic factors that may affect the members of the population. However, this definition of a population could be considered a drawback if it prohibits the ecologist from studying a population’s individuals that may be transitory, but still influential. Some species with members that have a wide geographic range might not be considered to be a population, but could still have many of the qualities of a population.

    Glosario


    44.1: The Scope of Ecology - Biology

    Количество зарегистрированных учащихся: 9.9 тыс.

    Участвовать бесплатно

    This course presents the principles of evolution and ecology for citizens and students interested in studying biology and environmental sciences. It discusses major ideas and results. Recent advances have energised these fields with evidence that has implications beyond their boundaries: ideas, mechanisms, and processes that should form part of the toolkit of all biologists and educated citizens. Major topics covered by the course include fundamental principles of ecology, how organisms interact with each other and their environment, evolutionary processes, population dynamics, communities, energy flow and ecosystems, human influences on ecosystems, and the integration and scaling of ecological processes through systems ecology. This course will also review major ecological concepts, identify the techniques used by ecologists, provide an overview of local and global environmental issues, and examine individual, group and governmental activities important for protecting natural ecosystems. The course has been designed to provide information, to direct the student toward pertinent literature, to identify problems and issues, to utilise research methodology for the study of ecology and evolution, and to consider appropriate solutions and analytical techniques. Needed Learner Background: general biology and a good understanding of English. This course has the following expectations and results: 1) covers the theoretical and practical issues involved in ecology and evolution, 2) conducting surveys and inventories in ecology, 3) analyzing the information gathered, 4) and applying their analysis to ecological and conservation problems.

    Рецензии

    such a nice course, presentation is so good , specially thanks to university "Tomsk State University".

    It is very useful to understand about the biodiversity and it is fabulous

    Module 1. The Scope of Ecology

    In this module, after an introduction about the meaning and a brief history of Ecology, we will see how plant and animal adapt and interact with their environment and how these interactions changes life histories and populations. Then we will focus on interspecific competition and we will understand that the avoidance of competition is a more common pattern in ecology than pure competition.

    Преподаватели

    Roberto Cazzolla Gatti

    Ph.D., Associate Professor in Ecology and Biodiversity

    Текст видео

    Hi learners. Welcome to my course, Ecology from cells to Gaia. We will start to define what is ecology. As the great Russian biologist Dobzhansky said, "Nothing in biology makes sense except in the light of evolution." But at the same time, very little in evolution makes sense except in the light of ecology. Ecology provides the stage direction through which the evolutionary play is performed. Ecologists and evolutionary biologist needs a thorough understanding of each other's disciplines to make sense of the key patterns and processes. Ecology in a certain sense is a science that attempts to describe and explain patterns and processes that occur in the biosphere. So it also attempts to make predictions about the future events based on the past history and current circumstances. Ecology is also environmentalism. Even if we always say that ecology is not environmentalism, but environmentalism is a social cultural movement dedicated to protecting and preserving the environment, which must be based on the ecological science. So ecology is the base of environmentalists. As for Rachel Carson's book Silent Spring, remember it was the beginning on the environmental movement. And this means that if scientists provide good ecology, environmentalist argue with ecologists and vice versa. But we don't have to forget that the first ecologists have been and are indigenous people. In 1945, Aldo Leopold started to be a kind of first civilized person to talk about ecology. And you can see him in the different pictures. He is in this one, in the Forest Service Crew in 1911 in Arizona, when he started to wonder about the natural environment and its protection. Other founders of ecology were Ernst Haeckel, for instance, Frederic Clements. They started to think about how the nature works and how ecology is organized. That's why we recognize now the ecological organization. Ecology deals with five levels of ecological organization. The first level is the basic level, that is about individual organisms. The second level is about population, so individuals of the same species. The third regards communities, a greater or lesser number or populations. The fourth is ecosystem, where the community are packed together with the same physical environment, and the fifth is planet Earth, which is also called biosphere. We recognize in ecology, an ecological succession, so every environment follows a kind of common pattern. Ecologists also work on a variety of time scales. In fact ecological succession, for example, may be studied doing the decomposition of animal dunk, weeks or during the period of climate change since the last ice age, so millennia. So you see two different, very different time scales. The normal period of our research program, usually three or five years may often miss important patterns that occur on long time scales, meaning ecological studies involve careful observation and monitoring in the natural environment of the changing of abundances, and or one or more species over time or through space or both. Establishing the causes of patterns observed, often requires many productive field experiments. Ecology is also a science of dependency, because everything is a kind of relationship between science and probabilistic science can be defined as the science that can be based also on statistical grounds. Many definitions of ecology have been proposed, and probably the first one was that of Haeckel in 1870, and he said that by ecology we mean "the body of knowledge concerning the economy of nature, the investigation of the total relations of the animals both to its organic and inorganic environment." Then Tansley in 1904 said that ecology "is those relationships of plants with their surroundings and with one another, which depends directly upon differences on habitat among plants." So you see two different definitions for animals and for plants in the past. Then Elton in 1927, said that ecology "is the new name for a very old subject. It simply means scientific natural history." More modern definitions are those of Andrew Wharton in 1961. He said that ecology "is the scientific study of the distribution and abundance of organisms" and Krebs in 1972 and then again in 2008 said that "ecology is the scientific study of the interaction that determines the distribution of and abundance of organisms." A more modern definition is that provided by Townsend and other authors in 2003 when they said that "ecology is the scientific study of the distribution and abundance of organisms, and the interaction that determines the distribution and their abundance." So as you see, the definition moved from the animal concept to the plant, to a general environment and to the interaction of the organisms that live in the environment. So with the biotic and abiotic system. So there was more integration during time, and nowadays we see that ecology is a science of the world system. So I have a question for you. Please search your library for a variety of definitions of ecology. Which one is the most appropriate and why? Ecology is also the science of diversity. Life is represented on earth by the diversity of species. And early interest in this diversity mainly existed among explorers and collectors. And the idea that diversity has arisen by evolution, from the earliest ancestors over geological time, was not seriously discussed until the first half of the nineteenth century. At that time, Charles Darwin and Alfred Russell Wallace, strongly influenced by having read Malthus' book, independently proposed that natural selection constituted a force that would drive a process of evolution. We can see natural selection in action within species, in the variation within species over their geographical range, and even over very short distances where we can detect powerful selective forces in action, and recognize ecologically specialized races within species. Natural selection does not normally lead to the original species, unless it's coupled with the reproductive isolation of population from each other. This process is called speciation. Changing climate, particularly during the Ice Age or Pleistocene, bear a lot of the responsibility for the present patterns of distribution of plants and animals. On a longer time scale, many distributions make sense only once we realize that while major evolutionary developments where occurring, populations were being split and separated, and land areas were moving across climatic zones. But biodiversity to many hypotheses have been suggested. Derivate hypothesis by Paul Ehrlich asserts that each species lost like a rivet in an airplane wing can decrease ecosystem function, the working of the whole airplane, although the decreasing rate is slow, more species are eliminated. In this hypothesis, any loss of biodiversity is clearly noticeable. The second hypothesis is called passenger and crew hypothesis by Brian Walker. It's also known as the redundancy hypothesis and suggests that species are like pilots and passengers in an airplane and not rivets. The best way to conserve all species in the ecosystem, is to ensure the continued functioning of that ecosystem, and this strategy in turn calls for special attention to be paid to functional groups that are represented by only one or two species such as pilots, that is functionally groups in which there is little or no redundancy. Iɽ like to recommend you to follow my course on total biological diversity theories, majors and data sampling techniques, free available on Coursera to explore more about biodiversity and evolution. Thanks for your attention. See you at the next lecture.


    Ver el vídeo: ECOLOGÍA II COMUNIDADES Y ECOSISTEMAS (Diciembre 2022).