ECOLOGÍA
EL ORGANISMO
Ing. M.Sc. ELADIO GUILLERMO TUYA CASTILLO.
©Derechos reservados
Huaraz-Perú
2014
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO”
FACULTAD DE CIENCIAS DEL AMBIENTE
INTRODUCCIÓN
PREGUNTAS CLAVES:
¿Qué es un organismo?
¿Cómo se alimenta el organismo?
¿Cómo son las adaptaciones morfológicas y fisiológicas de los
organismos?.
¿Cuáles son los factores que influyen en la distribución de los organismos
en un ecosistema?
¿Qué es valencia ecológica y nicho ecológica?
RESPUESTA: El organismo vienen a ser un sistema biológico más
representativo regulador del ecosistema.
OBJETIVOS DE APRENDIZAJE
a. Conocimiento
Define el organismo.
Describe la alimentación del organismo.
Describe las adaptaciones morfológicas y fisiológicas de los organismos.
Define y clasifica el hábitat de organismos.
Clasifica los organismos en función a los medios y factores ambientales.
Define la valencia ecológica.
Define mecanismo de adaptación.
Define y clasifica nichos ecológicos.
b. Actitudinales
Valora la importancia de los organismos y los nichos ecologicos.
c. Procedimental
Modela el metabolismo de los organismos.
Modela las adaptaciones morfológicas y fisiológicas de los
organismos.
ORGANISMO: LLUVIA DE IDEAS
ORGANISMO
EL ORGANISMO O INDIVIDUO
1. Concepto
Es un sistema biológicofuncional, que estácompuesto por numerosascélulas que están agrupadasen tejidos y órganos. Unindividuo se caracteriza porsu anatomorfisiología y sumetabolismo; existencorrelaciones estrechasentre los diversos tejidos yórganos.
INDIVIDUO
- Un individuo es cualquierser vivo, de cualquierespecie. Por ejemplo, ungato, un perro, un elefante,un fresno, un naranjo, unhumano, una mosca, unaaraña, un zacate, una amiba,una salmonela, una pulga,una euglena, un hongo, unalombriz de tierra, unaavestruz, etc.
ESPECIE
- Es un conjunto de individuosque poseen el mismo genoma.Genoma es el conjunto de genesque determinan lascaracterísticas fenotípicas deuna especie. Por ejemplo, Feliscatus (gato), Fraxinus greggii(fresno), Paramecium caudatum(paramecio), Homo sapiens(Humano), etc.
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Captura de energía
• Uso de la energía solar para fijar
CO2
• Adición de materia orgánica al
suelo
Fotosintetizadores •Plantas
•Algas
•Bacterias
TIPO DE ORGANISMO FUNCIONES PRINCIPALES
MESOFAUNA DEL SUELO
Organismos que viven en el suelo
METABOLISMO: LLUVIA DE IDEAS
METABOLISMO
Las células llevan a cabo un conjunto de reacciones químicas que tienen como objetivo la obtención de materia y energía para sustentar las diferentes funciones vitales.
El conjunto de estas reacciones se llama METABOLISMO CELULAR.
2. Metabolismo
El metabolismo es un intercambio complejo de nutrientes entre el individuo
y el medio exterior.
a. Consumo (c): Se realiza mediante absorción difusa o ingestión,
depende del tipo de organismos.
Forman sus compuestos orgánicos a partir de fuentes orgánicas producidas por otros.
Forman sus propios compuestos orgánicos utilizando fuentes inorgánicas.
Tipos de metabolismo
Según la forma de obtener los materiales, el metabolismo de los organismos puede ser:
Autótrofo
Heterótrofo ¿Ejemplos?
¿Ejemplos?
Obtienen energía a partir de diversas reacciones químicas.
La luz es su fuente de energía.
Tipos de metabolismo
Según la forma de obtener energía, el metabolismo de los organismos puede ser:
Fotosintético
Quimiosintético¿Ejemplos?
¿Ejemplos?
¿Cuál es la finalidad del metabolismo?
Obtener energía química utilizable por la célula
Alimentos aportan los nutrientes
¿Esta energía se almacena?¿De dónde se obtiene?
Fabricar compuestos a partir de los nutrientes
¿Para qué sirven?
Tipos de rutas metabólicas.
Existen dos grupos de rutas metabólicas:
Anabólicas
Catabólicas
Ambos procesos ocurren simultáneamente y son interdependientes.
Reacciones anabólicas: la fase constructiva
Su función es la formación de una moléculacompleja, a partir de moléculas más simples.Síntesis.
Reacciones anabólicas: la fase constructiva
Entonces ¿qué es el anabolismo?
Reacciones anabólicas: la fase constructiva
Características:
-Son reacciones de síntesis.
-Son reacciones endergónicas.
-Son procesos divergentes.
Ahora, una actividad:
Clasifica los siguientes enunciados, en reacciones catabólicas (C) y anabólicas (A):
Almacena energía en forma de ATP
Es un proceso convergente
Es un proceso divergente
Produce energía
Requiere energía
Proceso de síntesis
Proceso de degradación Rompe biomoléculas
Degrada biomoléculas
Utiliza ATP
Un ejemplo es la fotosíntesis
Un ejemplo es la respiración celular
Velocidad de las reacciones metabólicas
Una vez iniciada la reacción ¿De qué depende su velocidad?
La velocidad de las reacciones catabólicas y anabólicas está
regulada por las necesidades de la célula y está controlada por las
enzimas y hormonas.
Pero ¿Qué son las enzimas?
¿Qué se necesita para iniciar una reacción?
Se necesita siempre una energía de activación (Ea).
¿Qué son las enzimas?
Son catalizadores biológicos que aceleran las reaccionesquímicas dentro de las células, sin transformarse ellas mismas enuna molécula diferente.
¿Cómo logran acelerar la velocidad de las reacciones?
Disminuyendo la Ea de las reacciones y así permiten que la reacción ocurra en un breve lapso
de tiempo.
Reactantes Producto Ea
b. Asimilación(a): Una parte de los productos son asimilados o
consumidos.
La materia orgánica asimilada es de dos tipos:
Una clase sirve de material de construcción, necesario para elaborar
la materia del organismo (anabolismo); hay reunión de moléculas
pequeñas en macromoléculas específicas, a su vez agrupadas en diversas
estructuras; esta ordenación ha sido denominada patronización por
LWOFF. La materia elaborada constituye la elaboración neta (Pn) que se
traduce en el aumento de la biomasa (b).
El resto sirve de material energético, ya que su combustión(respiración = r, fermentación = f) aporta la energía necesaria alas síntesis químicas que conducen a b y a cualquier otrotrabajo efectuado por el organismo (para orina = u). En principiose tienen, pues:
a = Pn + r
Si designamos mediante na los productos consumidos noasimilados, se tiene:
C = a + na
C = Pn + r + na ó Pn = C- r- na
Teóricamente el aumento de biomasa (b ) iguala la producción neta, pero
en la práctica una parte de Pn se elimina (el), ya en forma de partes
muertas (m), ya como partes ingeridas por otros organismos consumidores
(C’):
Pn = b + el = b + m + C’
Reacciones catabólicas: la fase destructiva
Entonces ¿qué es el catabolismo?
c. Dasasimilación (catabolismo): La respiración (r) es unadesasimilación de ciertos productos asimilados (óxido –reducción). En presencia de oxígeno (aerobiosis), estos productosson totalmente quemados hasta H2O y CO2; en anaerobiosis lacombustión de los alimentos energéticos es incompleta y seforman además de CO2 productos relativamente simples, como elalcohol etílico, el ácido lácteo o el ácido butírico; se habla entoncesde fermentación (f).
Pero el catabolismo también puede conducir a la elaboración dedesechos más complejos, a menudo llamados productos deexcreción: orina (u), desecho del metabolismo del nitrógeno enciertos animales; sustancias orgánicas complejas.
Reacciones catabólicas: la fase destructiva
Su función es reducir, es decir producir a partir de una molécula compleja, moléculas más sencillas. Degradar.
Reacciones catabólicas: la fase destructiva
Características:
-Son reacciones de degradación.
-Son reacciones exergónicas.
-Son procesos convergentes.
RESUMEN
Catabolismo (degradación)
Moléculas grandes son degradadas a otras moléculas más pequeñas.
*Liberación de energía.
Ej. Degradación de H de C., Lípidos, etc
Anabolismo (síntesis)
Formación de macromoléculas a partir de moléculas más simples.
*Gasto de energía.
Ej. síntesis de proteínas, ácidos nucleicos, lípidos, etc.
d. Separación o expulsión: Procesos de expulsión de los desechos de
origen diverso al medio exterior, se tienen:
No asimilados (na) o egesta que pueden corresponder:
A una secreción (rc = productos expulsados tal cual); en las plantas la
secreción comporta solamente sustancias minerales; en animales alimento
regurgitados.
A una defecación (fc = heces, productos modificados a su paso por el
sistema digestivo) sin ser por ello asimilados.
Desasimilados:
Respiración(r)
Fermentación(f)
Orina y sudor, y productos de excreción diversos: excreta (u)
Asimilados en exceso (Ps): Secreción
Quienes consideran la orina como resultado una no-asimilación,
llaman energía digerida (d) a la de asimilación más excreta:
d = a+ u = Pn + r+u
A veces es imposible descomponer la parte de consumo (C) que
no es utilizada en la producción ni en la respiración; se expresa
entonces mediante fu (heces más orina) todos los desechos
sólidos y líquidos expulsados por el organismo. De modo más
general:
fu = na +u = fc +u
La secreción (eventual) de ciertas sustancias asimiladas (Ps) al medioexterior (ejemplo: leche, néctar, etc.) debe añadirse a en la estimación dePn
Pn = b + m + c’ + Ps
En resumen:
b = c - na - r- u- el
Si b > 0 hay crecimiento del organismo.
Si b = 0 hay mantenimiento del organismo.
Si b < hay decrecimiento del organismo.
COMPLETAR LA RELACIÓN DEL ORGANISMO CON EL MEDIO
METABOLISMO:
Nutrientes y O2
ASIMILACIÓN:
Aprovechamiento de una
aprte de alimentos
CONSUMO: Ingestión de
Alimentos
ADAPTACIONES: LLUVIA DE IDEAS
ADAPTACIONES
3. Adaptaciones morfológicas: Consiste en diseños corporales dotados
de defensas sobre las características exteriores observables a simple vista
y que permite a un organismo confundirse con el medio. Se llama
mimetismo.
Ej.
Bufo spenolusos
Aves
Avispas
Felinos
Lagartijas
4. Adaptaciones fisiológicas
Presenta cambios internos en los procesos metabólicos, no son
observables a simple vista, que la facilita a un organismo a adecuarse a los
cambios ambientales, como:
a. Hibridación: Reposo invernal o estado de latencia que presenta
algunos organismos durante el invierno, como consecuencia de la
reducción de sus funciones metabólicas. Ej.
Tejón, la ardilla, oso, murciélago
b. Estivación: Estado de somnolencia que representan algunos
organismos como consecuencia de la reducción de sus funciones
metabólicas durante la estación cálida.
Ejemplo
Caracol
c. Diapausa: Estado inactivo o de somnolencia que presentan algunos
organismos al reducir sus funciones metabólicas durante la estación
tropical seca.
Ejemplo
Coleptera
Lepiddoptera
Hemiptera
CLASIFICACIÓN DE LOS ORGANISMOS EN FUNCIÓN A LOS MEDIOS: LLUVIA DE
IDEAS
CLASIFICACIÓN DE O f(M, F)
5. Clasificación de organismos en función a medios y factores
ambientales
Organismos poiquilohidros: Sujetos a los cambios de humedad.
Organismos homeohidros: Con regulación hídrica propia.
Organismos homeotermos (endotermia): Las aves y mamíferos puedenemplear el calor del metabolismo de modo que su temperatura internapermanezca constante a su temperatura corporal.
Organismos poiquilotermos (ectotermia): Buscan lugares donde hayaescasas pérdidas de calor para mantener el cuerpo dentro del intervaloóptimo de temperatura, alrededor de 27°C. temperatura óptima o depreferencia. Peces, anfibios, reptiles.
Heterotermos: Utilizan tanto la endotermia como la ectotermia según las situaciones ambientales y necesidades metabólicas.
Ejemplo
Murciélagos
Colibríes
abejas
Especies euroicas: Si las especies toleran grandes fluctuaciones en los
factores ambientales.
Especies estenoicas: Cuando en un caso de un intervalo de tolerancia
reducida.
HÁBITAT
1. Concepto
Es el espacio físico donde vive el organismo en un tiempo determinado.
Ejemplo.
Pradera
Cuva
Laguna
Río
2. Clases de hábitats según el medio
Terrestre
Acuáticos
3. Clasificación de hábitats según flujo de energía
Cerrados
Abiertos
4. Clasificación de hábitats según tamaño
Macrohábitat
Mesohábitat
microhábitat
FACTORES QUE INFLUYEN EN LOS ORGANISMOS: LLUVIA DE IDEAS
ORGANOSMOS f(FACTORES )
FACTORES QUE INFLUYEN EN LOS ORGANISMOS
1.Concepto
Son los factores ambientales que influyen directa e indirectamente sobre las características del hábitat y de los organismos.
2. Clasificación de los factores
a. Factores bióticos
Productores: Conforman todas las plantas
Consumidores: Conforman todos los animales
Descomponedores: Conforman bacterias y hongos
b. Factores abióticos
Energía
Presión atmosférica
Viento
Agua
Sustrato
Sales minerales: Ca, P, K, Mg, Na
Fuego
Todos los organismos viven en un ambiente térmico, en un constante intercambio de energía con el medio
Luz del sol directa
Luz del sol reflejada Polvo
atmosférico
Luz del sol reflejada
radiación térmica del animal
radiación térmica de la vegetación
Evaporación
evaporación
conducción
convección
radiación térmica
VALECIA ECOLÓGICA: LLUVIA DE IDEAS
VALECNIA ECOLÓGICA
VALENCIA ECOLÓGICA
1. Valencia ecológica
Es el campo o intervalo límites de tolerancia de un organismo o una especie respecto aun factor ambiental cualquiera (temperatura, precipitación, etc.)
Que representa el ámbito de fluctuaciones en los factores ambientales dentro del cual unaespecie es apta para la vida a lo largo del tiempo.
Estenoica: Valencia ecológica débil a las fluctuaciones de los factores ambientales.
Euroica: Valencia ecológica amplia a las fluctuaciones de los factores ambientales..
ESPACIACIÓN: LUVIA DE IDEAS
ESPACIACIÓN
LA ESPACIACIÓN
1. Concepto de ecotipo
Se trata a un grupo de animales o plantas que expresan la respuesta
genotípica de una población dada en un hábitat determinado.
2. Ecofenes
Se trata de un grupo de animales que presentan las modificaciones
fenotípicas o sea originadas por una adaptación al medio; no son
genéticos ni transmisibles.
MECANISMO DE AISLAMIENTO: LUVIA DE IDEAS
MECANISMO DE AISLAMIENTO
MECANISMO DE AISLAMIENTO
Los mecanismos de aislamiento son:
Semipátricas (patria común): Se trata cuando las especies viven en la
misma región geográfica.
Ejemplo
Alopátricas (patria distinta): Se trata cuando las especies viven en
regiones geográficas distintas o están separadas por barreras espaciales.
Ejemplo
NICHO ECOLÓGICO: LUVIA DE IDEAS
NICHO ECOLÓGICO
NICHO ECOLÓGICO
1. Concepto
Es la función y ocupación que desempeñan los organismos que habitan en el ecosistema.
Organismos Hábitat Nicho Ecológico
-Lombricus terrestre Suelo Descomponedor
-Puya raymondi Puna Productor y alimento de aves
-Vicugna vicugna Pajonal de puna Consumidor y pasa de puna
2. Tipos de nichos
a. Generalistas: Ocupan espacios amplios.
b. Especilaistas: Ocupan espacios reducidos.
2. Tipos de nichos
c. Nicho fundamental: rango total de las condiciones ambientales yrecursos bajo los cuales una especie puede sobrevivir.
d. Nicho efectivo: porción de espacio del nicho fundamental queuna especie realmente explota en presencia de competidores
e.Tipo de nichos según el medio
Nichos en ecosistemas terrestres .
Nichos en ecosistemas acuáticos.
HABITAT El lugar real en que vive un organismo. Describe una localización,se puede definir a distintos niveles y escalas
NICHO
Modo en que el organismo utiliza suhábitat e incluye todas las variables físicas,químicas y biológicas a las queresponde.(Hutchinson, 1958)
Papel de una especie en su comunidadincluyendo actividades y relaciones.
Generalistas
Ocupan nichos
amplios Especialistas
ocupan nichos
estrechos
Nicho fundamental: rango total delas condiciones ambientales yrecursos bajo los cuales unaespecie puede sobrevivir
Nicho efectivo: porción de espaciodel nicho fundamental que unaespecie realmente explota enpresencia de competidores
3. Dimensionalidad de los nichos ecológicos
Unidimesnsional.
Ejemplo
Mamíferos
Bidimensional.
Ejemplo
Aves
Tridimensional.
Pecese
TEMPERATURA
H
U
M
E
D
A
D
H
U
M
E
D
A
D
TEMPERATURA
TEMPERATURA
Dimensionalidad de un nicho
Unidimensional
Tridimensional
Bidimensional
Tamaño del alimento
RESUMEN DE APRENDIZAJE
TEMA: ALIMENTACIÓN DE LOS
ORGANISMOSDESCRIBIR LOS PROCESOS DE
ALIMENTACIÓN DE LOS ORGANISMOS
RESUMEN DE APRENDIZAJE
TEMA: ADAPTACIONES
MORFOLÓGICAS Y
FISIOLÓGICAS DE LOS
ORGANISMOS
EXPLICAR LAS ADAPTACIONES DE LOS
ORGANISMOS
RESUMEN DE APRENDIZAJE
TEMA: HÁBITAT Y
NICHOS ECOLÓGICOS
DE LOS ORGANISMOS
EJEMPLOS DEL HÁBITAT EJEMPLOS DE LOS
NICOS ECOLÓGICOS
RESUMEN DE APRENDIZAJE
CLASIFICAR LOS
ORGANISMOS EN
FUNCIÓN AL MEDIO Y
FACTORES AMBIENTALES
ORGANISMOS
AGUA
SALINIDAD
TEMPERATURA
PRESIÓN ATMOSFÉRICA
ALIMENTO
ESPACIO REDUCIDO
ESPACIO GRANDE
RESUMEN DE APRENDIZAJE
MECANISMOS DE
AISLAMIENTO DE LOS
ORGANISMOS
EJEMPLOS 5 POR CADA CASO
Gracias