En esta lección
- Video de la lección (próximamente)
- Apuntes de la lección
- Ejemplos resueltos
- Ideas clave
- Alineación con NGSS
Llévatelo
Pregunta esencial
¿Qué decide dónde puede sobrevivir una especie?
Un oso polar no puede vivir en una selva tropical, y una palmera no puede crecer en un glaciar. En esta lección aprenderás por qué. Verás cómo el nicho de una especie y sus rangos de tolerancia deciden en qué lugares puede vivir, y por qué algunas especies pueden vivir en muchos lugares mientras que otras solo pueden vivir en unos pocos.
Video de la lección próximamente. Mientras tanto, lee la lección que aparece abajo.
Hábitat y nicho
- Hábitat: el lugar donde vive un organismo
- Nicho: la función que cumple ahí
- Un nicho incluye qué come, qué lo come, cuándo está activo y dónde se reproduce
- Cada especie tiene su propio nicho
El hábitat de un organismo es el lugar donde vive, como la orilla de un estanque, un desierto o el suelo de un bosque. Su nicho es su función en la comunidad: lo que necesita y todo lo que hace. Un nicho incluye lo que el organismo come, lo que se lo come, cuándo está activo, dónde se reproduce y cómo cambia su entorno. Piensa en el hábitat como la dirección de un organismo y en su nicho como su trabajo. Muchas especies pueden compartir un estanque, pero cada especie tiene su propio nicho.
Factores abióticos y bióticos
- Los factores abióticos son las partes no vivas del ambiente
- Ejemplos: luz solar, temperatura, agua, oxígeno, pH, suelo
- Los factores bióticos son las partes vivas: otros organismos y sus efectos
- Ejemplos: depredadores, presas, competidores, parásitos, descomponedores
Los organismos son afectados por dos tipos de factores. Los factores abióticos son las partes no vivas de un ambiente, como la luz solar, la temperatura, el agua, el oxígeno disuelto, el pH y el suelo. Los factores bióticos son las partes vivas de un ambiente, es decir, otros organismos y las maneras en que lo afectan, como los depredadores, las presas, los competidores, los parásitos y los descomponedores. En el estanque, la temperatura del agua y el oxígeno disuelto son abióticos, mientras que la garza, el pez y las algas son bióticos. Un cambio en cualquiera de los dos tipos de factores puede cambiar qué organismos pueden vivir en un lugar.
Rangos de tolerancia
- Rango de tolerancia: el intervalo de un factor en el que un organismo puede sobrevivir
- Rango óptimo: mejor crecimiento, supervivencia y reproducción
- Zonas de estrés: es posible sobrevivir, pero el crecimiento y la reproducción disminuyen
- Más allá de los límites de tolerancia, los individuos no pueden sobrevivir
Cada especie puede sobrevivir solo dentro de cierto intervalo de cada factor abiótico, como la temperatura, el pH o la salinidad. Este intervalo es su rango de tolerancia. La gráfica muestra un patrón que suele tener forma de colina. En el centro, en el rango óptimo, los individuos crecen, sobreviven y se reproducen mejor, así que hay más de ellos. Hacia los bordes, en las zonas de estrés, los individuos pueden sobrevivir, pero el crecimiento y la reproducción disminuyen, así que hay menos. Más allá de los límites de tolerancia inferior y superior, en las zonas de intolerancia, los individuos no pueden sobrevivir. Una especie tiene un rango de tolerancia distinto para cada factor, y la forma de la curva es diferente para cada especie.
Dónde puede vivir una especie
- Los factores abióticos deben estar dentro de los rangos de tolerancia de la especie
- Un solo factor fuera de su rango puede dejar fuera a una especie
- Dos límites juntos pueden formar una franja, como en la ladera de una montaña
- Si un factor cambia, también cambian los lugares donde puede vivir una especie
Una especie puede vivir en un lugar solo si los factores abióticos de ahí caen dentro de sus rangos de tolerancia. Si incluso un factor está fuera de su rango, la especie no puede sobrevivir ahí, aunque los demás factores estén bien. La figura muestra un ejemplo (valores inventados, no mediciones) de una especie de árbol de montaña. Por encima de 2,600 m hace demasiado frío, y por debajo de 1,800 m hay demasiada sequedad, así que la especie vive solo en la franja intermedia, donde la temperatura y la humedad están ambas dentro del rango. Los factores bióticos, como los depredadores y los competidores, también afectan dónde vive una especie, pero los rangos de tolerancia son la primera prueba. Cuando cambian las condiciones, también cambian los lugares que caen dentro de los rangos de una especie.
Generalistas y especialistas
- Generalista: rango de tolerancia amplio o usa muchos recursos
- Especialista: rango de tolerancia estrecho o usa pocos recursos
- Los mapaches comen fruta, nueces, insectos y cangrejos de río
- Los koalas se alimentan casi por completo de hojas de eucalipto
Las especies difieren en qué tan amplios son sus nichos. Un generalista tolera un amplio rango de condiciones o usa muchos tipos de recursos. Los mapaches son un ejemplo. Comen fruta, nueces, insectos y cangrejos de río, y viven en bosques, humedales y ciudades. Un especialista tiene un rango de tolerancia estrecho o depende de solo unos pocos recursos. Los koalas se alimentan casi por completo de hojas de eucalipto. La gráfica compara dos especies de ejemplo. Como el rango de un especialista es estrecho, un pequeño cambio en un factor puede dejar las condiciones fuera de él, así que los especialistas suelen estar más en riesgo cuando cambia su ambiente. Muchas especies están en algún punto entre los dos extremos.
Ejemplos resueltos
Primero intenta resolver cada problema por tu cuenta y luego abre la solución para revisar tu trabajo.
Ejemplo 1: La trucha y la temperatura del arroyo
La gráfica muestra cuántos individuos de una especie de trucha de agua fría se contaron por cada 100 m de arroyo a distintas temperaturas del agua en verano (datos de ejemplo). Describe el rango óptimo y el límite superior de tolerancia. Luego predice qué pasa si quitar los árboles que dan sombra sube la temperatura de verano de un arroyo de 14 °C a 22 °C. Usa los datos como evidencia.
Mostrar la solución
- Rango óptimo: los conteos más altos, 28 y 30 truchas por cada 100 m, están a 10 °C y 14 °C. El rango óptimo es de cerca de 10 a 14 °C.
- Límite superior: el conteo baja a 14 a 18 °C y a 2 a 22 °C, y no hay truchas a 26 °C. El límite superior de tolerancia está entre 22 °C y 26 °C.
- Calcula el cambio: (30 − 2) truchas por cada 100 m ÷ 30 truchas por cada 100 m × 100 = 93% de disminución
- Afirmación: la población de truchas disminuiría de forma marcada.
- Evidencia: los arroyos a 14 °C tenían 30 truchas por cada 100 m, pero los arroyos a 22 °C tenían solo 2, lo que es una disminución de cerca de 93%.
- Razonamiento: la temperatura es un factor abiótico con un rango de tolerancia. 22 °C está en la zona de estrés superior, cerca del límite superior, así que las truchas que sobreviven crecen y se reproducen menos. Además, el agua más caliente contiene menos oxígeno disuelto.
- Respuesta: Las truchas disminuirían cerca de 93%, de 30 a 2 por cada 100 m.
Ejemplo 2: Un helecho y dos factores
Un helecho de bosque sobrevive a temperaturas promedio de 10 a 28 °C y a una humedad del suelo de 30 a 70% (valores de ejemplo). La gráfica y la tabla muestran cinco sitios. (a) ¿En qué sitios puede sobrevivir el helecho? En cada sitio donde no puede, nombra el factor que está fuera del rango. (b) Supón que el clima calienta todos los sitios 4 °C. ¿Qué sitios siguen sirviendo?
| Sitio | Temperatura (°C) | Humedad del suelo (%) |
|---|---|---|
| A | 20 | 50 |
| B | 32 | 55 |
| C | 15 | 20 |
| D | 8 | 25 |
| E | 26 | 75 |
Mostrar la solución
- Prueba cada factor: un sitio sirve solo si la temperatura es de 10 a 28 °C y la humedad es de 30 a 70%.
- (a) Sitio A: 20 °C y 50% están ambos dentro del rango. Sitio B: 32 °C es demasiado caliente. Sitio C: 20% es demasiado seco. Sitio D: 8 °C es demasiado frío y 25% es demasiado seco. Sitio E: 75% es demasiado húmedo.
- (b) Suma 4 °C: A queda en 24 °C, todavía dentro del rango. B queda en 36 °C, demasiado caliente. C queda en 19 °C, pero el suelo sigue demasiado seco. D queda en 12 °C, ahora dentro del rango, pero el suelo sigue demasiado seco. E queda en 30 °C, demasiado caliente, y sigue demasiado húmedo.
- Razonamiento: el helecho necesita que ambos factores estén dentro de sus rangos al mismo tiempo, que es el recuadro de la gráfica. Arreglar un factor no sirve cuando otro sigue fuera de su rango.
- Respuesta: (a) Solo el sitio A. (b) Sigue siendo solo el sitio A.
Ejemplo 3: Comparar dos insectos
El insecto de arroyo A tolera de 4 a 24 °C. El insecto de arroyo B tolera de 8 a 14 °C. La gráfica ubica 10 arroyos según su temperatura (datos de ejemplo). Calcula el ancho de cada rango de tolerancia y el número y el porcentaje de los 10 arroyos donde podría sobrevivir cada insecto. ¿Cuál insecto es el generalista en cuanto a la temperatura?
Mostrar la solución
- Ancho de cada rango: insecto A: 24 °C − 4 °C = 20 °C. Insecto B: 14 °C − 8 °C = 6 °C. El rango del insecto A es 20 ÷ 6 ≈ 3.3 veces más ancho.
- Insecto A: los arroyos 1 a 9 están entre 4 y 24 °C, y el arroyo 10 (26 °C) es demasiado caliente. 9 arroyos ÷ 10 arroyos × 100 = 90%.
- Insecto B: solo los arroyos 2, 3, 4 y 5 (9 a 13 °C) están entre 8 y 14 °C. 4 arroyos ÷ 10 arroyos × 100 = 40%.
- Afirmación y razonamiento: el insecto A es el generalista en cuanto a la temperatura. Su rango más amplio hace que más arroyos cumplan con sus necesidades. Otros factores, como el oxígeno y el alimento, aún podrían limitar dónde vive cada insecto.
- Respuesta: A: 20 °C de ancho, 9 de 10 arroyos (90%). B: 6 °C de ancho, 4 de 10 arroyos (40%). El insecto A es el generalista.
Práctica
Clasifica factores abióticos y bióticos, distingue el hábitat del nicho, rotula un rango de tolerancia y usa datos para comparar cómo responden las especies al cambio. Inténtalo primero por tu cuenta y luego revisa tu trabajo con la clave de respuestas.
- Hoja de práctica: Nichos y rangos de tolerancia (PDF) (en inglés)
- Clave de respuestas: Nichos y rangos de tolerancia (PDF) (en inglés)
Diapositivas de la lección
Ideas clave
- Un hábitat es donde vive un organismo; su nicho es su función
- Los factores abióticos no tienen vida; los factores bióticos sí
- Un rango de tolerancia tiene un óptimo, zonas de estrés y límites
- Una especie vive solo donde sus factores abióticos están dentro de sus rangos de tolerancia
- Los especialistas tienen rangos estrechos y suelen estar más en riesgo
De vuelta a la pregunta esencial: lo que decide dónde puede sobrevivir una especie es la coincidencia entre un lugar y los rangos de tolerancia de la especie. Los factores abióticos, como la temperatura y el pH, deben caer dentro del rango que la especie puede tolerar, y los factores bióticos, como los depredadores, las presas y los competidores, también dan forma a su nicho. Un generalista tiene un rango amplio y puede vivir en muchos lugares, mientras que el rango estrecho de un especialista lo limita a menos lugares. A continuación, verás cómo estiman los científicos cuántos individuos de una especie viven en un lugar.
Alineación con NGSS
Esta lección avanza hacia estas expectativas de desempeño de los Estándares de Ciencias de Nueva Generación (NGSS):
- HS-LS2-1: Usar representaciones matemáticas o computacionales para respaldar explicaciones de los factores que afectan la capacidad de carga de los ecosistemas a distintas escalas.
Ideas disciplinarias básicas: LS2.A Relaciones de interdependencia en los ecosistemas