Producción primaria aplicada

La producción primaria es la tasa a la cual los vegetales almacenan energía en forma de biomasa (Smith & Smith, 2004), y está intrínsecamente relacionada con el proceso de fotosíntesis y la capacidad de absorber carbono del sistema, los cuales dependen del clima y las condiciones ambientales del lugar.
 Las condiciones ambientales que influyen en mayor medida a a un ecosistema terrestre son las precipitaciones y temperatura media anual (Smith & Smith, 2004).

La producción primaria aumenta a mayor temperatura (Ver gráfico 1), lo que se verá expresado claramente en ecosistemas de clima tropical. Cabe notar que no basta sólo con que la temperatura sea mayor sino que la producción primaria depende también de la disponibilidad de agua del ecosistema, lo cual va ligado con la cantidad de precipitaciones que se dan en el lugar (Ver gráfico 2), lo cual se puede apreciar en el ejemplo anterior (Smith & Smith, 2004).

Gráfico 1. Relación Producción Primaria (PP) y Temperatura (T°)

Fuente: Elaboración propia, 2015.

Gráfico 2. Relación Producción Primaria (PP) y Precipitación media anual (Pp)

 Fuente: Elaboración propia, 2015.

Bibliografía:

Smith, R. L., & Smith, T. M. (2004). Ciclos Biogeoquimicos. En R. L. Smith, & T. M. Smith, Ecología (pág. 391). Pearson Addison Wesley.

Glosario ecológico: Conociendo un poco más de los ciclos biogeoquímicos

• Fuente: Componente del ecosistema donde abunda materia o un nutriente (Smith & Smith, 2004). Normalmente es asociado como sinónimo de reservorio.

• Sumidero: Hábitat vacío, marginal o submaginal, donde una población puede persistir sólo mediante inmigración desde otro hábitat, ya que en él experimenta una reducida tasa reproductiva o una elevada mortalidad (Smith & Smith, 2004).

• Reservorio: Componente principal de un ecosistema (Smith & Smith, 2004), el cual es un depósito de sustancias nutritivas o de desecho que deben ser aprovechadas o expulsadas, según cada caso, por el organismo (Zapata, 2012).

• Flujo:  Paso de materia o nutrientes entre dos reservorios o hacia otro componente del ecosistema, pudiendo generar un cambio en la estructura o estado del nutriente (Zapata, 2012).

Figura 1. Reservorios y flujos de un ecosistema.

Los rectángulos corresponden a reservorios y las líneas a flujos.

Fuente: Martínez, 2009.

Bibliografía:

Smith, R. L., & Smith, T. M. (2004). Ciclos Biogeoquimicos. En R. L. Smith, & T. M. Smith, Ecología (pág. 391). Pearson Addison Wesley.

Zapata, P. (2012). Ecología de ecosistemas.

¿Cómo circula el dióxido de carbono durante el día?

Con las primeras luces del día, comienza la fotosíntesis, las plantas comienzan a captar el dióxido de carbono del aire, y su concentración cae en picado –en la Figura 1 se aprecia a las 09:00 hrs-. Esto ocurre debido a que las hojas de las plantas empiezan el proceso de fotosíntesis, fijando el dióxido de carbono como biomasa, llegando a concentraciones muy bajas durante el día. Comenzando la tarde, la cantidad de dióxido de carbono en el aire comienza a aumentar levemente, debido a que disminuye la cantidad de luz que llega a las plantas cesando así su fotosíntesis, liberando así CO2 al ambiente a través del aumento de respiración –en la Figura 1 se aprecia en el intervalo de las 15:00 a 18:00 hrs-. Durante la noche, la concentración aumenta rápidamente –se aprecia en el intervalo entre 18:00 en adelante- para así completar el ciclo diario de circulación de carbono.

Figura 1. Flujo diario de CO2

Fuente: Smith, 2004.

Descripción gráfica de un ecosistema chileno

 Figura 1. Diagrama esquemático de un ecosistema del desierto de Atacama

Fuente: Elaboración propia, 2015.

Termodinámica fotosintética

La segunda ley de la termodinámica indica que cuando la energía se transfiere o transforma, parte de ella se convierte en una forma que no puede ser usada en otra forma y no está disponible para hacer ningún tipo de energía. Esta forma de energía, conocida como calor, es energía degradada, la cual es simplemente movimiento desorganizado de moléculas. La segunda ley de la termodinámica implica que siempre hay una tendencia hacia un mayor desorden o entropía. Para contrarrestar la entropía, es decir para crear orden, se tiene que usar energía. La operación o funcionamiento de la segunda ley se puede visualizar claramente en un ecosistema natural: la energía emitida por el sol es capturada por las plantas  y convertida en energía almacenada por los procesos fotosintéticos (Gliessman, 1998).
La fotosíntesis es un proceso físico-químico por el cual plantas, algas, bacterias fotosintéticas y algunos protistas como diatomeas utilizan la energía de la luz solar para sintetizar compuestos orgánicos (Pérez, 2009).

 La energía acumulada por las plantas durante la fotosíntesis se llama productividad primaria. La energía que permanece después de la respiración, usada para mantener la planta, se conoce como productividad primaria neta y se mantiene almacenada en forma de biomasa. La eficiencia de la conversión de energía solar a biomasa raramente excede el 1% (Gliessman, 1998).

Para saber un poco más de la fotosíntesis y su relación con la biomasa, ve el siguiente vídeo:

Bibliografía:

Gliessman, S. (1998). Agroecología: Procesos ecológicos en agricultura sostenible. EUA: Sleeping Bear Press.

Pérez, E. (2009). Fotosíntesis: Aspectos básicos . Reduca, 1-47.

Glosario ecológico: Un acercamiento a los conceptos claves de un ecosistema

•        Biomasa en pie: Cantidad de materia orgánica acumulada que se encuentra en un determinado lugar en un momento dado (Smith & Smith, 2004). Se mide a través de una unidad de medida de masa (g, kg, ton, etc.) y área (m3, ha, etc.), en algunos casos se puede considerar la temporalidad (día, mes o año) (Gliessman, 1998).

•    Productividad Primaria Bruta: Energía captada por los productores de un ecosistema, sin considerar lo que consumen para llevar a cabo sus actividades metabólicas. Se mide en kg/m2 año o kcal/m2 año (Gliessman, 1998).

•     Productividad Primaria Neta: Energía captada por los productores en la fotosíntesis, menos la energía utilizada en sus actividades metabólicas, como la respiración celular. Puede visualizarse como un indicador generalizado del potencial ecológico (Gómez & Callopín, 1991). En otras palabras, es la energía que queda sobrante de la respiración y se acumula como biomasa (Smith & Smith, 2004). Se mide en kg/m2 año (Gliessman, 1998).

• Productividad Ecosistémica Neta: Diferencia entre la producción primaria neta (PPN) y  la respiración heterotrófica (en su mayor parte, descomposición de materia orgánica muerta) de un ecosistema en una misma área (CIECC, 2015). Se mide en Kg/m2 año (Gliessman, 1998).

Figura 1. Diagrama explicativo de la Producción primaria bruta y Producción primaria neta

Fuente: Campos, 2011.

Bibliografía:

Centro de investigación y Estudio en Cambio Climático (CIECC). (19 de Diciembre de 2015). Cambio climático y tecnología. Obtenido de http://www.cambioclimaticoytecnologia.org/

Gliessman, S. (1998). Agroecología: Procesos ecológicos en agricultura sostenible. EUA: Sleeping Bear Press.

Gómez, I., & Callopín, G. (1991). Estimación de la productividad primaria neta de ecosistemas terrestres del mundo en relación a factores ambientales. Ecología Austral, 24-40.

Smith, R. L., & Smith, T. M. (2004). La producción en los ecosistemas. En R. L. Smith, & T. M. Smith, Ecología (pág. 360). Pearson Addison Wesley.

Codorniz africana en Chile ¿Interacción amigable?

La Calliplepa californica (Codorniz californiana) es una de las especies introducidas que más se ha expandido en Chile central. Junto con la paloma común y el gorrión son las aves exóticas de mayor impacto sobre los ecosistemas silvestres de Chile. En 1850 la Codorniz californiana fue liberada en las cercanías de la ciudad de Santiago con el objetivo de establecer una nueva especie cinegética en Chile.(Navas, 2002)

Imagen 1. Calliplepa californica macho y Calliplepa californica hembra.

Fuente: Baliero, 2014.

Esta especie de codorniz es originaria de los estados norteamericanos de Oregon, Nevada y California y también de Baja California en México. Su área geográfica ha sido ampliada luego por introducción a otros estados vecinos de EE.UU; Hawai, el extremo sudoeste de Canadá y Nueva Zelanda.

A Chile fue llevada en el año 1870, donde llegó a prosperar libremente en sus provincias centrales (Coquimbo a Concepción). La subespecie importada allí es Callipepla californica brunnescens (Ridgway 1884), oriunda del norte de California, y es la que más tarde se lleva a nuestro país.(Baldini & Pancel, 2005).

La Codorniz de California vive en pequeños grupos de hasta unos treinta individuos y habita en las áreas arbustivas de la provincia fitogeográfica Patagónica y el ecotono entre esta y la Subantártica; en el norte del Neuquén se acerca también a los jarillares (Larrea spp) del Monte. En el área austral de su distribución ocupa preferentemente los abundantes matorrales de michai o calafate (Lierberis spp), arbusto donde, por lo común, se refugia, anida y del que aprovecha sus pequeñas bayas para alimentarse, además de otros frutos, semillas y bojas tiernas de diversas plantas, además de materia animal (insectos, arañas, etc.), aunque en proporción mucho menor.(Baldini & Pancel, 2005)

El macho difiere de su compañera en cuanto a coloración del plumaje, pero ambos lucen muy conspicuamente en la corona, un pequeño penacho de hasta seis plumas negras, erguido y curvado hacia delante, más grueso en la porción distal, aunque el de la hembra es mucho más corto (Ver imagen 2 y 3). Esta característica la hace prácticamente inconfundible en la avifauna de la zona.(Baldini & Pancel, 2005)

El nido consiste en una ligera concavidad en el suelo, forrada de hierbas y bien oculto debajo de matorrales o requeríos. Allí deposita unos diez a diecisiete huevos, a veces unos pocos metros, si bien cuando existe una nidada de veinte, puede deberse a la puesta de dos o más hembras. Esta codorniz pone a menudo en nidos de otras especies de aves. Los huevos son de color ante crema, salpicados con diminutas marcas muy variadas, pardo oscuro, y miden 32 x 25 mm de promedio.(Baldini & Pancel, 2005)

Imagen 2. Codorniz macho

Fuente: Cañas, 2014.

Imagen 3. Codorniz hembra

                                                                Fuente: Tassara, 2014.

Esta codorniz ha encontrado en la región, un nicho ecológico vacante, pues aparentemente no ha desalojado, por lo menos en forma directa, a ninguna especie animal indígena, compitiendo con ella, al contrario, se ha convertido en un nuevo ítem alimentario para los depredadores nativos, incluso el hombre. A la vegetación no la perjudica en lo más mínimo, en cambio contribuye a la dispersión de semillas con sus deyecciones. (Baldini & Pancel, 2005) De hecho, se tuvo la hipótesis que la codorniz compitiera con el tinamou chileno (Nothoprocta perdicaria), con el cual esto comparte las mismas preferencias de hábitat y el alimento probable, pero ninguna prueba concreta existe sobre sus interacciones posibles. (Jaksic, 1997)

De acuerdo al área geográfica que abarca en las provincias del Neuquén y Rio Negro, la codorniz reside en gran parte dentro de los límites de los parques nacionales Nahuel Huapi y Lanin. Distintos factores que favorecieron la naturalización de esta especie fueron la poca competividad, la presencia de recursos alimenticios y la disponibilidad de espacio anteriormente mencionada. (Baldini & Pancel, 2005)

Bibliografía:

Baldini, A., & Pancel, L. (2005). Agentes de daño en el bosque nativo. Chile: Universitaria.

Jaksic, F. (1997). Vertebrate invaders and their ecological impacts. Biodiversity and Conservation, 1-19.

Navas, J. (2002). Las aves exóticas introducidas y naturalizadas en la Argentina . Revista del Museo Argentino de Ciencias Naturales, 1-12.

Interacciones entre especies ¿Amigos o enemigos?

En un mismo ecosistema habita una serie de especies, muchas de las cuales tienen historias de vida similares y con un nicho muy similar; sin embargo, estas logran mantener poblaciones a lo largo del tiempo. Esto puede ser explicado a través de la Teoría del Nicho.

Cabe notar que un nicho es un término que describe la posición relacional de una especie o población en un ecosistema. (Jaksic & Marone, 2001)

Dos grandes cuerpos teóricos actualmente contribuyen a la Teoría del Nicho: la Teoría de Competencia y la Teoría de Depredación. (Jaksic & Marone, 2001)

Respecto a  la Teoría de Competencia, se dice que ocurre competencia cuando las interacciones entre dos o más individuos afectan adversamente su condición corporal, adecuación ecológica o supervivencia. Estas interacciones tienen consecuencias ecológicas a escala poblacional o comunitaria. (Jaksic & Marone, 2001)

Otro término que hace referencia a la coexistencia de especies está relacionado con la sobreposición de nicho.  Debido a la presencia de especies con requerimientos especiales, raras veces alguna ocupa su nicho fundamental, sino que se restringe a ciertos segmentos del eje de recursos. Pero aun así existe la posibilidad que dos especies similares hagan un co-uso similar de recursos. Si los recursos co-usados son recursos superabundantes  no hay problema, la sobreposición de nicho puede ser total y haber coexistencia. Pero si son recursos escasos, diversas consecuencias pueden producirse dependiendo del grado y forma de sobreposición de nicho entre las especies. (Jaksic & Marone, 2001)

1- Si el nicho de la especie 1 está incluido completamente dentro del nicho de la especie 2 (nicho incluido) y la especie 1 es un competidor dominante, excluirá de un segmento del eje de recursos a la especie 2, pero ambas coexistirán en otras partes. En cambio, si la especie 2 es competitivamente dominante, se producirá exclusión competitiva de la especie 1 (competidor subordinado) y sólo la especie 2 permanecerá. (Jaksic & Marone, 2001)

2- Si los nichos se intersectan o sobreponen, existirá una segregación de nicho o divergencia de una o ambas especies dependiendo de las eficiencias competitivas de cada especie a lo largo del eje de recursos analizado. A este fenómeno usualmente se le llama partición de nicho. (Jaksic & Marone, 2001)

Por otro lado, otro tipo de interacciones, se pueden apreciar en los siguientes vídeos:

Caso 1: Lagartija chilena v/s Palote

Caso 2: Iguana v/s Lagartija

Caso 3: Pepsis v/s araña pollito:

Las interacciones representadas en los tres casos, están basadas en la depredación,  la cual se define como la ingestión de un organismo vivo por parte de otros organismos como animales y plantas (carnívoras), también existe la herbivoría o herbivorismo, en este tipo de predación el animal se alimenta de partes de la planta, de toda la planta o de su semilla. (García, 2012)

Respecto al herbivorismo, en algunos casos es considerada una interacción simbiótica. Por ejemplo según Mazancout, Loreau y Dieckmann, las tarifas moderadas de herbívoros pueden realzar la producción primaria de las plantas. debido a que los herbívoros tienen un efecto positivo indirecto sobre las plantas por el reciclaje de una sustancia nutritiva restrictiva. Las plantas pueden desarrollarse, pero son obligadas por una compensación entre la defensa contra el herbívoro y el crecimiento. Aunque la evolución generalmente no conduzca al funcionamiento  óptimo de la planta, el análisis evolutivo de estos actores muestra que, en ciertas condiciones, la interacción de herbívoro de planta puede ser considerada mutualista simbiótica. (2001)

Personalmente, si bien existen teorías respecto a que la depredación y herbivorismo pueden llegar a ser interacciones simbióticas, encuentro que en general esto está errado, porque este tipo de interacción genera un gran beneficio para la especie depredadora, debido a la obtención de nutrientes y otros efectos positivos que conlleva la alimentación, pero la especie que es presa no posee mayores beneficios, dado que pierde su vida en el transcurso de la acción, por lo que se estaría llevando a pasar la definición de simbiosis, la cual es una relación entre dos individuos de diferentes especies, como animales, vegetales, protistas, hongos y procariotas, y ambos resultan beneficiados de esta interacción. (García, 2012)

Bibliografía:
García, S. (2012). Investiciencias. Recuperado el 24 de Noviembre de 2015, de http://www.investiciencias.com/componentes/procesos-ecosistemicos/91-relaciones-ecologicas.html?showall=&start=3

Jaksic, F., & Marone, L. (2001). Ecología de comunidades. Santiago, Chile: Salesianos.

Mazancourt, Loreau, & Dieckmann. (2001). Can the evolution of plant defense lead to plant-herbivore mutualism?

Interacción entre tenca y mirlo ¿Parasitismo?

La Tenca o Trenca (Mimus thenca) es una de las especies de aves consideradas geopolíticamente endémicas de Chile, con una distribución latitudinal desde el valle de Copiapó (27ºS) hasta Frutillar (41ºS) y altitudinal desde el nivel del mar a los 2.000 – 2.500 m en la zona central (Marín, 2012).

Presentan generalmente un largo entre los 28-29 cm de cuerpo liviano de tonos pardos, oscuros por encima y más claro en la parte de la garganta, con pico y patas negras. Sin dimorfismo sexual. Omnívora, principalmente de insectos y frutos (Aves de Chile, 2012)

Imagen 1. Mimus thenca

Fuente: Tassara, 2015.

Según Aves de Chile, las tencas suelen anidar entre las ramas de espinos o cactus para ser defendido por las espinas de estos, llevando también el nido espinas, además de una cama de pasto o vegetal blando, con forma de taza no muy profunda. (2012)

Imagen 2. Nido de Tenca

Fuente: Reyes, 2009

El Mirlo o Tordo (Molothrus bonariensis) es una especie de gran distribución, actualmente tiene una distribución desde la provincia de Chubut en Argentina hasta atlántica del sur en Estados Unidos (Reboreda, Mermoz, Massoni, Astié, & Rabuffetti, 2003). En Chile, esta ave es posible encontrarla desde Atacama hasta Aysén, principalmente en faldeos de cerros, cultivos agrícolas y ciudades. Llegando hasta los 2.000 msnm (Aves de Chile, 2014)

Imagen 3. Molothrus bonariensis

                                                               Fuente: Tassara, 2015.

La interacción entre estas dos especies antes mencionadas (Mimus thenca y Molothrus bonariensis) puede ser apreciada en la siguiente imagen:

Las especies que se muestran son una tenca (Mimus thenca) y un mirlo hembra (Molothrus bonariensis)

El parasitismo de cría interespecífico (también denominado parasitismo de puesta, nidada o cría) en aves es una estrategia reproductiva en la que un individuo de una especie (el parásito), deposita sus huevos en nidos de otro individuo de otra especie (el hospedador) que se encarga de la incubación de los huevos y de la alimentación de los pichones del parásito. Generalmente, el cuidado parental de los pichones parásitos por parte del hospedador continúa por un tiempo variable luego de que éstos abandonan exitosamente el nido (Davies 2000). Las especies parásitas de cría interespecíficas poseen una estrategia reproductiva obligada dependiendo completamente de su hospedador para reproducirse (Ortega 1998, Davies 2000). Las hembras parásitas de cría obligada no poseen la habilidad de construir nidos y de incubar huevos, y tampoco pueden alimentar a sus pichones (Sealy y col. 2002).

Este es el caso expresado en la imagen, donde el parásito corresponde al mirlo hembra y el hospedador corresponde a la tenca.

En una investigación realizada por Manuel Marín sobre la Historia Natural de las Tencas en Chile  (2012), dentro de sus resultados llego que el aproximadamente el 33% de los huevos de Tenca llegaron a eclosionar, y en los cuales la mayoría de los huevos fueron perforados o perforados por Mirlos (se le atribuye que un 80% de la mortandad fue culpa de esta especie). A pesar de esto, también muchos de los nidos fueron abandonados, ya que la Tenca en algunos casos abandona el nido por la presencia de los huevos de Mirlo

Hay una gran incidencia en parasitismo por parte de el Mirlo, pero sólo con aproximadamente un 6% de éxito reproductivo de parte de el Mirlo. En más de 10 años de observaciones en solo dos ocasiones se encontraron polluelos ya crecidos de Mirlos en nidos de Tenca, al parecer hay alguna dificultad al criarlos. Adicionalmente, la Tenca es muy susceptible a cambios en el nido, en particular con sus huevos, durante el inicio de la incubación. Si encuentra muchos huevos de Mirlo en el nido, en general lo abandona. (Marín, 2012).

Bibliografía:

Aves de Chile. (2014). Mirlo: Aves de Chile. Obtenido de Aves de Chile: http://www.avesdechile.cl/304.htm

Aves de Chile. (2012). Tenca : Aves de Chile. Obtenido de Aves de Chile: http://www.avesdechile.cl/073.htm

Davies NB (2000) Cuckoos, cowbirds and other cheats. Oxford University Press, Oxford.

Marín, M. (2012). Historia Natural y Biología reproductiva de la Tenca (Mimus thenca) en Chile central. (43-53, Ed.) Boletín del Museo Nacional de Historia Natura, 43-53.

Ortega C (1998) Cowbirds and other brood parasites. University of Arizona Press, Tucson.

Reboreda, J., Mermoz, M., Massoni, V., Astié, A., & Rabuffetti, F. (2003). Impacto del parasitismo

de cría del Tordo Renegrido (Molothrus bonariensis) sobre el éxito reproductivo de sus

hospedadores. Aves Argentinas/Asociación Ornitológica del Plata, 1-12

Sealy SG (1992) Removal of Yellow Warbler eggs in association with cowbird parasitism. Condor 94:40–54.

Ecología práctica: Cobertura vegetal y arbórea en acción

La cobertura vegetal puede ser definida como la capa de vegetación natural que cubre la superficie terrestre. Para reconocer la cobertura vegetal existente en un espacio definido, se puede utilizar 3 métodos distintos de observación: subjetiva, objetiva y subjetiva experta.

La naturaleza de observación subjetiva corresponde a un estimación al ojo, por los cual los valores varían por observador. Por otro lado, el método objetivo se calcula a través de un poco más experto que el primer método de observación, ya que se utilizan cuadrantes y la posterior verificación de las especies existentes en cada uno de ellos. El último método, denominado subjetivo experto, corresponde a la agrupación de las especies existentes en un cuadrante para ver la densidad aproximada presente en el sector.

Para efectos de una demostración práctica, se escogen tres distintos sectores con cobertura vegetal terrestre.

Sector 1

85% de cobertura

Principalmente Fabaceae (60%), Geraniaceae (20%) y Poaceae (5%) 

 Sector 2

 95% de cobertura

Principalmente Asteraceae (70%), Fabaceae (20%) y Poaceae (5%)

Sector 3

90% de cobertura

Mayormente Geraniaceae (80%) y Asteraceae (10%)

Para contrastar con una población arbórea, se toman tres sectores donde se visualice la copa de los árboles. Con esto, se establecerá un porcentaje de cobertura aproximado, para ver si la definición de "bosque" según la Ley de Bosques Nativos, es aplicable en esta situación. 

La Ley de Bosques Nativos, ley número 20.283, establece como bosque a "Sitio poblado con formaciones vegetales en las que predominan árboles y que ocupa una superficie de por lo menos 5.000 metros cuadrados, con un ancho mínimo de 40 metros, con cobertura de copa arbórea que supere el 10% de dicha superficie total en condiciones áridas y semiáridas y el 25% en circunstancias más favorables". (Conaf, 2008)

Sector 1

75% de cobertura

Sector 2

50% de cobertura

Sector 3

70% de cobertura

Según lo estimado por la cobertura de la copa, el sector puede ser estimado como bosque, debido a que los tres sectores poseen una cobertura que rodea el 50%, pero no cumple con la cantidad de metros cuadrados ni ancho (5.000 metros cuadrados, con un ancho mínimo de 40 metros).

Bibliografía:

Ley sobre recuperación del bosque nativo y fomento forestal y reglamentos (2013) Ley núm. 20.283. Corporación Nacional Forestal. Chile.

Ecología evolutiva: Las fuerzas evolutivas

Las fuerzas evolutivas son los procesos que rompen el equilibrio génico de la población y provocan, por tanto, la evolución. En los individuos de una población se pueden producir variaciones hereditarias, que afectan el genotipo, se expresan en el fenotipo y se trasmiten a la descendencia.

Las variaciones hereditarias se producen a causa de las mutaciones que incorporan alelos nuevos al conjunto de genotipos de la población y modifica el genofondo de las poblaciones.

En las poblaciones de organismos de reproducción sexual constituyen también fuentes de variaciones hereditarias la recombinación genética, que modifica y amplía el efecto de las mutaciones y el flujo genético que propaga las mutaciones. (Cuba Educa, 2014)

Las fuerzas que actúan sobre la evolución para que esta suceda, además de la selección natural, son las mutaciones, la deriva genética y el flujo genético.

La selección natural es el proceso mediante el cual los individuos mejor adaptados producen una mayor cantidad de descendencia, es decir, de crías. Que a su vez llevarán a sus hijos los genes que su padres les han pasado. (Cuba Educa, 2014)

Figura 1. Selección natural

Fuente: Sindioses, 2011.

La mutación es un proceso aleatorio que ocurre cuando se dividen las células que darán origen a un individuo, al hacer cada copia, suelen ocurrir algunos errores, que son las mutaciones. Los cambios pueden reflejarse en el ADN de un futuro organismo vivo, y puede llegar a tener un impacto negativo o positivo en la vida de ese organismo, así es que la selección natural actuará sobre estas mutaciones, seleccionando a favor de las que tengan una ventaja adaptativa. (Cuba Educa, 2014)

Figura 2. Mutación

Fuente: Nueva generación, 2013.

La deriva genética es el proceso aleatorio en el que el azar tiene un rol decisivo sobre qué variante de un determinado gen sobrevive o no. (Cuba Educa, 2014)

Figura 3. Deriva genética

Fuente: Rojas, A., 2013.

El flujo genético es el proceso de intercambio que ocurre cuando los genes son llevados de una población a otra, es decir, cuando en poblaciones diferentes y tal vez aisladas, ocurren intercambios de parejas, o encuentros entre poblaciones, en los que se crean parejas entre miembros de diferentes poblaciones, lo que generará crías que lleven genes de ambas poblaciones. Esto suele ocurrir en las migraciones en animales, o con el polen disperso por el viento en plantas. (Cuba Educa, 2014)

Figura 4. Flujo genético.

Fuente: Nueva generación, 2013.

Bibliografía:

Cuba Educa (2014) Teoría sintética de la evolución como explicación actual del proceso evolutivo. Cuba.URL:http://biologia.cubaeduca.cu/index.phpoption=com_content&view=article&id=5945%3Ateoria-sintetica-de-la-evolucion-cont  (acceso Noviembre 08 2015).

Entendiendo la Ecología de Poblaciones: Conceptos claves

1.         Relacionando los conceptos:

• (Genotipo) La variación entre los cromosomas XX y XY es lo que determina el sexo en los organismos.
• (Deriva genética) Dado que el elefante marino del norte (Mirounga angustirostris) fue cazado hasta casi su extinción a lo largo del siglo XIX, la mayoría de los individuos actuales son casi idénticos genéticamente.
• (Frecuencia) Desde la llegada de la minera a la Quebrada de la Plata, los avistamientos de zorros culpeos se han reducido.
• (Distribución) Hay especies como los murciélagos que tienden a vivir juntos en grandes colonias, otras como las águilas que prefieren vivir en solitario abarcando un territorio definido para cada una y finalmente, otras que simplemente no tienen un orden establecido en el espacio.
• (Cobertura) Tras los incendios en los alrededores de Valparaíso el suelo quedó desprovisto de vegetación y expuesto al efecto del viento y las lluvias.
• (Fenotipo) Dentro de una misma especie de planta es posible observar individuos con diferente coloración de sus pétalos.
• (Densidad) Dentro de un lago, debido al aporte de nutrientes fosfatados, la cantidad de plantas aumentó drásticamente llegando a competir éstas por la luz del sol.

2. Enunciados propios:

• (Abundancia) Tipo estado poblacional que presenta una especie, principalmente que sea extensa geográficamente, que tenga una amplia tolerancia a hábitat y presente un gran tamaño poblacional local.
• (Selección r) Selección que se lleva a cabo en poblaciones las cuales dependen de tasa percapita, sin depender de la disponibilidad de recursos. Presentan una reproducción temprana, muchas crías y pequeñas. Los peces utilizan este mecanismo.
• (Selección K) Se da en poblaciones las cuales dependen la capacidad de carga del ambiente, dependen de la disponibilidad de recursos. Presentan reproducción tardía, pocas crías y grandes. Los mamíferos utilizan este mecanismo.
• (Curvas de supervivencia) Modelamiento matemático que resume los patrones de supervivencia de una población. Ejemplifica las distintas estrategias que distintos organismos utilizan para maximizar su fecundidad o éxto reproductivo. El eje Y representa el número de individuos vivos y el eje X representa sus edades. 
• (Rareza) Es influenciada por la distribución geográfica, la tolerancia de hábitat y el tamaño de la población, las especies "raras" son vulnerables a la extinción.
• (Crecimiento geométrico) Crecimiento de poblaciones que se da en especies con ciclos discretos de reproducción.
• (Crecimiento logarítmico) Crecimiento de poblaciones en el cual las generaciones se traslapan, generando un crecimiento continuo en ambientes sin limitaciones.

Bibliografía:
Smith, R.L., and Smith T.M. 2001. Ecología. En: 170-185. Traducción de Francesc Mezquita y Eduardo Aparici. Addison Wesley (Pearson Educación S. A.), Talleres Gráficos Peñalara S. A., Madrid, España. 4ª Edición.

Producción de azúcares en las plantas y forma humana de producción: ¿Similitud o diferencia?

Cuando uno menos lo espera, dos temas pueden poseer una relación oculta. Esto ocurre en el caso del ciclo de producción de azúcares en las plantas y la forma en que la humanidad produce desde la revolución industrial (Ver vídeo a continuación).

Ambos procesos son generadores de productos; en el caso de la producción de azúcares en las plantas, la cual ocurre a través de la fotosíntesis, es un ciclo compuesto de dos fases: la fase lumínica y el ciclo de Calvin. (Ver figura 1)

Figura 1: Fotosíntesis en un planta.

Fuente: Domestika, 2012.

La fotosíntesis en un proceso cíclico, el cual produce una cierta cantidad de moléculas, pero a su vez, durante la producción, genera las moléculas necesarias para que el ciclo se siga llevando a cabo de manera óptima y eficiente, sin agotar ningún recurso existente en el proceso.
Por el contrario,  la forma en que la humanidad produce desde la revolución industrial, es completamente distinta. Se trata de un proceso lineal, basado en el consumo y producción de recursos, pero durante este proceso no se generan los recursos necesarios para que no se agoten los usados al comienzo, rompiendo así la ciclicidad y produciendo un agotamiento y deterioro de los recursos disponibles. (Ver figura 2)

Figura 2: Agotamiento de los recursos naturales

Fuente: Michael Aguirre, 2011.

Si analizamos la efectividad de estos dos procesos, el primero (ciclo de producción de azúcares en las plantas) es más eficiente debido a su comportamiento cíclico, no agota ni deteriora los recursos existentes para llevar a cabo su funcionamiento, por el contrario, ocupa de la mejor manera posible cada uno caracterizándose así como un proceso altamente efectivo, definido y por sobre todo, sustentable.

Llevado a nuestra situación actual como humanidad, se ve claramente el por qué ahora el mundo en general se ha comenzado a preocupar y generar posibles soluciones a la escasez de recursos, debido a que el proceso lineal de la producción que se ha llevado a cabo desde la revolución industrial ha generado que ingrese más de lo que resulta al finalizar el proceso.

Bibliografía:

Organización de Estados Iberoamericanos (2014) Agotamiento y destrucción de los recursos naturales. URL: http://www.oei.es/decada/accion23.htm (acceso Octubre 20 2015)

Machos v/s hembras en la reproducción

La reproducción es el proceso por el cual procrean los organismos o células de origen animal y vegetal. Es una de las funciones esenciales de los organismos vivos, tan necesaria para la preservación de las especies como lo es la alimentación para la conservación de cada individuo.(Audesirk, 1997). 

Según Audesirk, en casi todos los organismos animales la reproducción ocurre durante o después del período de crecimiento máximo.Cabe notar que la reproducción puede ser tan sexual como asexual.

La reproducción sexual es una actividad biológica altamente costosa, que recorta la inversión genética individual a la mitad. En el caso de las hembras, gastan más energía para producir gametos, además de que deben llevar a cabo la etapa de gestación, por lo que su éxito reproductivo es constante. En cambio, la capacidad de apareamiento de los machos (debido al tipo de gameto que producen) es potencialmente ilimitada, lo que hace razonable suponer que las hembras sean un recurso escaso. Cuando un sexo (en este caso la hembra) se convierte en un recurso limitante para el otro, el resultado consiste en un incremento en la competencia entre los miembros del sexo accesible (en este caso el macho) para aparearse con ejemplares del sexo limitante. Esto genera una asimetría en la inversión energética en la reproducción de macho y hembras.

Esto se puede reflejar en el estudio que realizó Bateman, en 1948, con moscas de la fruta (Drosophila melagonaster), donde colocó igual número de machos y hembras (1:1) en un ambiente óptimo para la

reproducción. A través de marcadores genéticos pudo individualizar los padres de cada nuevo juvenil y calcular así el éxito reproductivo de cada ejemplar (Ver figura 1). Concluyó que el éxito reproductivo máximo que pudo alcanzar un macho fue mayor que el de una hembra. En promedio el éxito reproductivo de machos y hembras de una población es igual, ya que todo hijo debe necesariamente tener un padre y una madre. Pero el éxito reproductivo máximo que puede presentar un macho es mayor que el máximo alcanzado por hembras. De este experimento, se generó el actual efecto Bateman.(Ver figura 2)

Figura 1: Experimento con Drosophila melagonaster.

Fuente: UBA, 2013.

Figura 2: Esquema comparativo de hembras y machos en cuanto a gametas, éxito reproductivo y varianza en el éxito reproductivo.

Fuente: UBA, 2013.

Frente a esta asimetría, tanto machos como hembras han generado distintas estrategias para resolver esta diferencia. Los machos compiten por parejas (al ser un recurso limitante), y desarrollaron comportamientos y estructuras para localizar y atraer parejas, siendo estas últimas normalmente estructuras vistosas que, dependiendo de su calidad, es elegido o no por la hembra. Por otro lado, la hembra posee un comportamiento selectivo con el macho, para asegurar así una reproducción eficaz y una cría con características óptimas para la perduración de la especie.

Bibliografía:

Gabelli,F. 2014. Teoría de selección sexual y origen de los sexos. URL: http://www.psi.uba.ar/academica/carrerasdegrado/psicologia/sitios_catedras/electivas/090_comportamiento/material/teoria_de_seleccion_sexual.pdf (acceso Octubre 21 2015).

Smith, R.L., and Smith T.M. 2001. Ecología. En: 156-167. Traducción de Francesc Mezquita y Eduardo Aparici. Addison Wesley (Pearson Educación S. A.), Talleres Gráficos Peñalara S. A., Madrid, España. 4ª Edición

Animales y plantas al poder de la adaptación

La adaptación corresponde a cualquier característica del desarrollo, comportamiento, morfología o fisiología que surge en un ambiente determinado como resultado de la selección natural, y que mejora su oportunidad para sobrevivir y dejar descendencia fértil (en inglés, se le denomina Fitness).

Una característica es adaptativa cuando, comparada con por lo menos alguna otra característica alternativa, incrementa la supervivencia y eficacia de la reproducción.

Tanto en la flora como fauna alrededor del mundo, encontramos distintas adaptaciones que permiten al individuo desarrollar de manera óptima su ciclo de vida. Específicamente en Chile, un país con clima mediterráneo y con un alto grado de endemismo en su biodiversidad, se encuentran diversos ejemplos de adaptaciones tanto en la flora como fauna presente.

Por el lado de la flora de zona central (con un característico clima mediterráneo), esta en general presenta adaptaciones vegetales para evitar la pérdida de agua por evaporación expresadas en filomas perennes de menor tamaño (evita la sobreexposición al calor), como el caso del Litre (Lithraea caustica). (Ver imagen 1)

Imagen 1: Hojas de Lithraea caustica.

Fuente: Museo Flora chilena, 2014.

En regiones áridas, como el norte de nuestro país, una adaptación vegetal típica que posee la flora es la presencia de cladodios, filoclados y filodios, tipos de tallos modificados que reemplazan la función de la hoja y ayudan al individuo a conservar la mayor cantidad de agua posible cuando el recurso es escaso en su entorno. Otra modificación son las espinas, las cuales son hojas modificadas que ayudan a reducir la pérdida de agua. El Quisco (Echinopsis chiloensis), una especie endémica de Chile, presenta este tipo de hoja modificada. (Ver imagen 2)

Imagen 2: Espinas de Echinopsis chiloensis.

Fuente: Milodon, 2013.

Respecto a las adaptaciones animales que presenta la fauna chilena, enfocadas en la reducción de pérdida de calor, con la presencia de pelaje y la generación de una capa de grasa subcutánea que se acumula en lo llamado panículo adiposo.

Bibliografía: 
Smith, R.L., and Smith T.M. 2001. Ecología. En: 69-81. Traducción de Francesc Mezquita y Eduardo Aparici. Addison Wesley (Pearson Educación S. A.), Talleres Gráficos Peñalara S. A., Madrid, España. 4ª Edición.

La vitalidad del agua

El agua es una sustancia de importancia fundamental para la vida, con propiedades excepcionales, como consecuencia de su estructura molecular y composición.

El agua posee un calor específico, el cual es el número de calorías necesarias para que aumente un grado Celsius la temperatura de un grado de agua (Ver imagen 1). El agua puede almacenar enormes cantidades de energía calórica con un pequeño aumento de su temperatura. Para el agua en estado natural de los lagos, lagunas o del mar suba solamente 1°C, es necesario que se absorba una cantidad ingente de calor. Estas masas se calientan lentamente en primavera y se enfrían con la misma lentitud en otoño. Este comportamiento impide que se produzcan amplias variaciones estacionales de temperatura en el medio acuático, tan usuales en el aire, y al mismo tiempo suaviza las temperaturas locales en todo el mundo.

Imagen 1: ¿Qué es el calor específico?

Fuente: Elaboración propia, 2015

Otra propiedad del agua, es la viscosidad, la cual es la oposición que ofrece un líquido a fluir libremente (Ver imagen 2). Debido a la energía de los puentes de hidrógeno, la viscosidad del agua es elevada. La resistencia por fricción del agua es 100 veces más fuerte que la del aire. Esta propiedad ha generado diversas adaptaciones de especies acuáticas, como por ejemplo, la cubierta mucosa y la forma aeródinámica de los peces que los ayuda a vencer el rozamiento del agua.

Imagen 2: La viscosidad y los peces.

Fuente: Ernesto Contreras, 2015.

La tensión superficial del agua es la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área. Esta propiedad se ve reflejada cuando por debajo de la superficie las moléculas se ven atraídas con mayor fuerza, y por arriba la atracción entre las moléculas de agua y el aire es mucho menor, por lo que las moléculas de agua se ven desplazadas hacia abajo, formándose una superficie tensada. Esta condición es fundamental para la actividad de organismos acuáticos. La superficie del agua sostener animales, tales como los zapateros y las arañas de agua (Dolomedes spp.). (Ver imagen 3) Así mismo, para otros animales la tensión superficial implica una barrera, un obstáculo e incluso una trampa.

Imagen 3: Dolomedes triton sobre el agua.

Fuente: HDR, 2014.

La capilaridad le confiere al agua la propiedad de subir y bajar por tubos estrechos. Esta propiedad es fundamental para el traspaso de agua en el suelo y transporte de agua desde la raíz hacia todas las zonas de una planta. (Ver imagen 4)

Imagen 4: La capilaridad en la plantas.

Fuente: Carlos L. ,2015.

El agua se ve relacionada con las plantas a través de la transpiración, proceso a través del cual el agua obtenida por la raíces del individuo se pierde a través de las hojas y los brotes. Esta pérdida es llevada a cabo debido a la difusión (osmosis), donde las distintas concentraciones de soluto permiten que el agua se mueva de una mayor concentración (raíces) hacia una menor (atmósfera).

La presión osmótica es la causa de la presión interna (turgencia) que adquieren las células vegetales cuando tienen agua suficiente.

Cabe notar que la difusión y presión osmótica no sólo ocurre en las plantas, sino también en los animales.

Bibliografía: 
Smith, R.L., and Smith T.M. 2001. Ecología. En: 84-96. Traducción de Francesc Mezquita y Eduardo Aparici. Addison Wesley (Pearson Educación S. A.), Talleres Gráficos Peñalara S. A., Madrid, España. 4ª Edición.

IMC en latitudes

El IMC (índice de masa corporal) es una medida de asociación entre el peso y la talla de un individuo. Este índice está relacionado con lo que nosotros menos lo pensaríamos: las latitudes.

Esta relación está explicada a través de patrones biogeográficos, donde la variación de la masa corporal está estrechamente relacionada con reglas ecográficas, las cuales tratan sobre adaptaciones que han generado los individuos para sobrevivir a distintos climas, manteniendo sus ciclos vitales en el mejor funcionamiento posible. Por ejemplo, una regla ecográfica relacionada con la masa corporal es la Regla inversa de Bergmann, la cual explica que en diversos taxones, la talla o la masa corporal disminuyen desde los trópicos hacia los polos, o desde bajas a elevadas altitudes (es decir, en general, desde climas cálidos a climas fríos). Esta regla se observa en la naturaleza intra- e interespecíficamente. De manera intraespecíficamente, tenemos el caso de los seres humanos, los cuales nos hemos adaptado a distintos climas siguiendo el patrón de esta regla ecográfica. (Ver imagen 1)

Imagen 1: Relación entre proporción área/masa corporal de seres humanos y la latitud.

Bibliografía:

 UAM (2014) Patrones biogeográficos. URL: https://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/egb/downloadclase/Material%20docente%20biogeografia/VI-%20Patrones%20biog%20y%20reglas%20ecogeogr.pdf (acceso Octubre 21 2015)

Picaflor de Arica

Descripción general:

El picaflor de Arica (Eulidia yarrellii) es la especie de ave más pequeña del país y uno de los picaflores de menor tamaño en el mundo. Pertenece al Orden Apodiforme, Familia Trochilidae y Subfamilia Trochilinae. Presenta una longitud de 7 a 8 cm en hembras y 8 a 9 centímetros en machos, y su peso no sobrepasa los 4 gramos. (DPRNR, 2004). Su alimentación consiste en néctar e insectos que caza en vuelo y construye nidos donde deposita dos huevos en promedio. Según Aves de Chile, esta especie posee un notorio dimorfismo sexual:
Macho: Cabeza y partes superiores verdes oliva metálicos, garganta iridiscente, rojo púrpura vista de costado y negro vista de frente; resto de las partes inferiores blanco acanelado. Cola con rectrices centrales verde oliva metálico; las externas delgadas con color café negruzco. (Ver imagen 1)
Hembra: Garganta sin rojo púrpura; con toda la parte inferior blanco acanelado, haciéndose más café hacia los flancos y subcaudales. Rectrices centrales verde metálicos, y las externas con barba externa café y punta blanca. (Ver imagen 2)

                                                   Imagen 1: Picaflor de Arica Macho

Fuente: Cañas J. ,Aves de Chile, 2015.

                                                   Imagen 2: Picaflor de Arica Hembra

Fuente: Ávila M. ,Aves de Chile, 2015.

Este picaflor es endémico de los valles del desierto del norte de Chile y del sur del Perú. Su hábitat está bastante relacionado con los oasis vegetales, valles cercanos y ocasionalmente las zonas costeras, siendo relevante la presencia de árboles y flores productoras de néctar, dada su particular alimentación. (DPRNR, 2014)
Registros antiguos de la especie indican que si bien poseía una distribución restringida, localmente era muy abundante. Sin embargo, a partir de la década de los ‘70, la frecuencia en los registros disminuyó, llegando a niveles considerados extremadamente bajos en los últimos años. Actualmente, se encuentra catalogado como En Peligro (IUCN, 2014).

Posibles causas del decline de la población:

Según Aves de Chile, esta especie fue descrita como muy abundante a principios del siglo pasado, aunque en el año 2003 se estimó una población de 1500 individuos, pasando luego a conformar una población de menos de 500 individuos en el censo del 2012, por lo que fue catalogada como En peligro. Frente a este hecho, una posible causa de la disminución progresiva es la utilización de los sectores pertenecientes al hábitat de la especie para la producción agrícola, sectorizando los lugares disponibles para realizar su ciclo de vida de manera natural, lo que finalmente desencadena una migración a otras zonas, las cuales no necesariamente presentan las características necesarias para que la población siga aumentando en número, principalmente por su reducida alimentación, aunque este picaflor posee la capacidad para alimentarse de otras especies de carácter exótico, como la lantana o cultivos agrícolas como alfalfa o tomate (Seremi de Medio Ambiente, 2013).

Por otro lado, la introducción del Picaflor de Cora (Thaumastura cora) en su hábitat, genera una posible competencia por los recursos del área, principalmente el alimento, debido a que lo supera en tamaño (mide aproximadamente de 12 a 13 cms) y número (es catalogado como muy abundante, principalmente en el sector peruano en el cual también habita el Picaflor de Arica).

                    Tabla 1: Características, niveles jerárquicos y función del Picaflor de Arica.

Atributo	Nivel jerárquico	Tipo
Peso	Individuo	Composicional
Tamaño poblacional	Población	Composicional
Distribución	Población	Estructural
Depredación/competencia	Comunidad	Funcional
Reproducción	Individuo	Funcional
Población mínima viable	Población	Funcional
Productividad de néctar	Población	Funcional

                                                    Fuente: Elaboración propia, 2015.

El Picaflor de Arica y el proceso de evolución por selección natural:

Este picaflor inicialmente presentó variadas características adaptativas al medio en el cual se desenvolvía. Si bien este actualmente se encuentra marginado, por las posibles causas que están generando un decline en la población de esta especie, estas aves se encuentran en un posible peligro de extinción, no tan sólo por la reducción de su hogar por efecto antrópico, sino también por la introducción del Picaflor de Cora, debido a que posee "mayor flexibilidad y perseverancia para captar los recursos lo hacen más apto para las condiciones ambientales en los cuales esta inmerso", según declara el Seremi de Medio Ambiente en su texto Picaflor de Arica.
Los dos factores anteriormente mencionados, posicionan a esta especie a un nuevo proceso de adaptación o extinción, donde los individuos con mejor adaptación a un nuevo ambiente o que posean las características para establecer una competencia efectiva con la otra especie residente en el mismo entorno sobrevivirán y perpetuarán estos genes a las generaciones siguientes. Si no se logran reproducir estos individuos a una tasa más o menos elevada (por la poca densidad poblacional existente actualmente), la especie no logrará sobrevivir a las condiciones en las cuales vive ahora, llevándose a cabo el proceso de selección natural basado en la evolución.

Bibliografía: 

Aves de Chile (2012). PICAFLOR DE ARICA. Unión de Ortología de Chile. URL: http://www.avesdechile.cl/147.htm (acceso Octubre 03 2015).

Departamento de protección de los Recursos naturales renovables (2004) Programa para la Recuperación del Picaflor de Arica e inventario de su tamaño poblacional. DEPROREN. SAG. URL: http://boletindeproren.sag.gob.cl/julio2004/archivos_pdf/picaflor.pdf (acceso Octubre 03 2015)

Herreros de Lartundo, J. , Ch. Tala González y C. Estades Marfán. (ed). 2013. Picaflor de Arica, el ave más amenazada de Chile. Ministerio del Medio Ambiente. Arica, Chile. 84 pp.