desastre medioambientales

Un desastre medioambiental es un desastre en el medioambiente natural debido a la actividad humana.² No se debe confundir con el concepto de desastres naturales.

Historía

En este caso, el impacto de la alteración realizada por el ser humano del ecosistema ha llevado a consecuencias generalizadas y / o de larga duración.³ Se pueden incluir las muertes de los animales (incluyendo humanos) y las plantas, o la alteración grave de la vida humana, que probablemente requiera de la migración.⁴

Ejemplos de Desastres medioambientales

Artículo principal: Anexo:Desastres medioambientales.

Los desastres ambientales pueden tener un efecto sobre la agricultura, la biodiversidad, la economía y la salud humana. Las causas son la contaminación, el agotamiento de los recursos naturales, la actividad industrial o agrícola.

derrame de petroleo en veracruz (desastre ambiental)

Greenpeace realizó un recorrido por la zona afectada por el derrame de petróleo en el predio El Polvorín, en Cosoleacaque, Veracruz, que ha contaminado por lo menos 12 kilómetros del río Coatzacoalcos. Los pescadores contratados para ayudar a limpiar este desastre no han recibido pago alguno por estas actividades y laboran en condiciones riesgosas para su salud, respirando los vapores del hidrocarburo durante más de doce horas diarias. Los daños ambientales y a la biodiversidad son alarmantes. Si Pemex no ha podido contener el derrame en un río, ¿qué podemos esperar que haga en caso de registrarse un vertido en aguas profundas, de magnitud similar al de British Petroleum en el Golfo de México? Pemex, ¡ya basta de derrames!

disciplina de la ecologia

stas son las disciplinas de la Ecología:

• Biogeografía: como la ciencia que estudia la distribución de los seres vivos en la tierra. aunque formalmente es una rama de la geografía.

• Ecología matemática: Dedicada a la aplicación de los teoremas y métodos matemáticos en lo que se refiere a los problemas de relación de los seres vivos.

• Ecología urbana: Estudia las interrelaciones entre los habitantes urbanos y sus interacciones con el ambiente.

• Ecología de la recreación: Estudia científicamente las relaciones ecológicas entre el ser humano y la naturaleza en un contexto dado.

• Ecología del paisaje: Estudia los paisajes naturales, especialmente como al ser humano como agente transformador de la dinámica fisio-ecológica. Recibe aportes de la geografía la fisica y la biología.

• Ecología Regional: Estudia los procesos ecosistémicos como flujo de energía, la producción de gases o hasta el mismo ciclo de la materia.

• La Agronomía por ejemplo tiene relación con la explotación o conservación de recursos naturales y tienen la misma relación con la ecología que gran parte de las ingenierías con la matemática, quimica o física.

Niveles De Organización de la Ecología

NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA ECOLOGÍA

Como podemos definir que es la ecología, es una rama de las Ciencias Biológicas que se centra en los temas del ecosistema, este rama cuenta con niveles diferentes de estudio, los que se encuentran de forma ordenada de una manera creciente la cual detallamos

• Individuo: es todo aquello que se encuentra presente en la naturaleza como seres vivos, estos son una flor, un árbol, un perro, una bacteria o un hombre.

• Especie: Las especies son los individuos que se reproducen entre si, y mantienen sus desentiendes como crías fértiles, los seres humanos, los caballos, se presentan casos en que dos diferentes especies se cruzan y procrean un individuo dado, pero sus descendientes difícilmente sean fértiles para procrear, el ejemplo más común que se puede ver cuando uno estudia es el burro (asno) que al cruzarse con una yegua, se obtiene una mula, la mula podrá tener su vida propia pero jamas podría procrear ya que no es fértil, otro de los ejemplos más mostrados es el del tigre y el león, su descendencia de  esta cruza tiene el nombre de liger, que es totalmente posible su existencia pero no podrá reproducirse.
• Población: Es un grupo de individuos que viven en un lugar al mismo tiempo, mantienen una relación para mantener un orden para su existencia de forma ordenada, se relacionan  entre si y pertenecen a la misma especie. La población humana es uno de los ejemplos o porque no la de los Camellos.
• Comunidad: Conjunto de poblaciones las cuales conviven en un mismo sitio (lugar). Aquí hay muchas especies que conviven entre si, animales, vegetales, personas. También se le denomina biocensis a la comunidad.
• Ecosistema: Un ecosistema es una determinada comunidad de seres vivos, fundamentalmente los procesos vitales interrelacionan permanentemente. Es vital para el desarrollo de estos seres vivos se producen por factores físicos compartidos en función del medio ambiente, las cuales interarticular proveyéndose y manteniendo un equilibrio ideal.
• Bioma: Lógicamente es el conjunto de un ecosistema, se caracteriza por algunas similitudes que son referente al clima y también a la vegetación uniforme. Busquemos una definición textual ” Un bioma es una unidad de gran extensión que abarca muchos ecosistemas, los que se desarrollan bajo un mismo clima y son identificados por su vegetación uniforme”. Como sabemos, determinados climas son propicios para el desarrollo de las vegetaciones que son características de estos, pongamos como ejemplo.
• - Clima Semiseco : La pradera
• - Clima Seco y cálido : Una vegetación desértica
• - Clima Húmedo : Selvas y Bosques
• Es posible encontrar  biomas con árboles abundantes o escasos, o biomas con cantidades grandes o escasas de hierbas. En general:
• 
  
• -Biomas con árboles: selvas, montes y bosques
  -Biomas con hierbas y árboles: parques
  -Biomas con hierbas: praderas y estepas
  -Biomas con muy escasa vegetación: desiertos se puede encontrar
• Biosfera: Conjunto de seres vivientes los cuales habitan en un planeta dado. Estos forman un sistema abierto lo cual permite el intercambio tanto de materia y energía. La biosfera es parte de la tierra (aire,suelo y agua), todo lo que permite la vida, que se encuentra representada por animales,hongos, vegetales y microorganismos. La biosfera alcanza una altura de unos 10 kilómetros en la atmósfera hasta las profundidades de los océanos.

Importancia De La Ecologia

¿Por qué es importante la Ecología para el ambiente?
La ecología es la ciencia biológica que estudia la relación que tiene el ser humano con el medio ambiente y esto es muy importante para la conservación del ambiente ya que nos permite conocer los problemas que hay en él y así combatirlos.
La ecología tiene que ver con todo lo relacionado con la "salud" del planeta es decir: aguas limpias, incendios, cambio climático, sustancias tóxicas, centrales nucleares, alimentos transgénicos, consumismo etc.
Es importante cuidar nuestro ambiente, nuestro mundo para mejorar nuestro presente, nuestra vida, nuestro futuro y el de nuestros descendientes.
También personalmente es muy triste que por causa de la contaminación global se hayan perdido tantas especies animales y partes de territorios a nivel mundial.
Por ello creemos que es fundamental concienciar a la humanidad (culpables en mayor parte) para que estén informados de lo que ocurre realmente y que tomen medidas urgentes.

La ecología es de suma importancia ya que a través del estudio del hábitat de los organismos que la habitan se puede tener un mayor conocimiento de nosotros y de otras especies, ya que gracias a esta ciencia se pueden aprovechar mejor los recursos que la naturaleza nos provee, además de que el conocimiento de esta rama nos da la posibilidad, de conservar nuestro medio de subsistencia ya que nos da bases o ideas de cuidar nuestro entorno para seguir enriqueciéndolo, ya que el ambiente con el que interactuamos es importante, para sobrevivir, el saber cuando llueve, cuando las aves emigran, como conservar una especia escaza, recrear ambientes para salvar otras especies, que tanto nos afecta, la tecnología, la contaminación, las industrias y que hay que hacer para contrarrestar esto, además de hacernos ver las consecuencias de dañar nuestro ambiente ya que nuestra fisiología está adaptada para un tipo de ambiente, pues la destrucción de este genera la destrucción de otros.

factores bioticos y abioticos

Un asunto intrigante es, ¿por qué los ecosistemas diferentes se presentan en regiones diferentes? y, por otra parte, ¿por qué ellos se encuentran restringidos a estas áreas?
La respuesta general viene dada por dos tipos de observaciones. Primero, las diferentes regiones del mundo tienen condiciones climáticas muy diferentes. Segundo, usualmente las plantas y animales están específicamente adaptadas a condiciones particulares.
Por lo tanto, es lógico asumir que las plantas y animales se limiten a las regiones o localidades donde sus propias adaptaciones correspondan a las condiciones prevalecientes.
Factores Abióticos
Todos los factores químico-físicos del ambiente son llamados factores abióticos (de a, "sin", y bio, "vida). Los factores abióticos más conspicuos son la precipitación (lluvia más nevadas) y temperatura; todos sabemos que estos factores varían grandemente de un lugar a otro, pero las variaciones pueden ser aún mucho más importantes de lo que normalmente reconocemos.
No es solamente un asunto de la precipitación total o la temperatura promedio. Por ejemplo, en algunas regiones la precipitación total promedio es de más o menos 100 cm por año que se distribuyen uniformemente por el año. Esto crea un efecto ambiental muy diferente al que se encuentra en otra región donde cae la misma cantidad de precipitación pero solamente durante 6 meses por año, la estación de lluvias, dejando a la otra mitad del año como la estación seca.
Igualmente, un lugar donde la temperatura promedio es de 20º C y nunca alcanza el punto de congelamiento es muy diferente de otro lugar con la misma temperatura promedio pero que tiene veranos ardientes e inviernos muy fríos.
De hecho, la temperatura fría extrema –no temperatura de congelamiento, congelamiento ligero o varias semanas de fuerte congelamiento– es más significativa biológicamente que la temperatura promedio. Aún más, cantidades y distribuciones diferentes de precipitación pueden combinarse con diferentes patrones de temperatura, lo que determina numerosas combinaciones para apenas estos dos factores.
Pero también otros factores abióticos pueden estar involucrados, incluyendo tipo y profundidad de suelo, disponibilidad de nutrientes esenciales, viento, fuego, salinidad, luz, longitud del día, terreno y pH (la medida de acidez o alcalinidad de suelos y aguas).
Como ilustración, tomemos el terreno: en el Hemisferio Norte, las laderas que dan hacia el norte generalmente presentan temperaturas más frías que las que dan hacia el sur. O considere el tipo de suelo: un suelo arenoso, debido a que no retiene bien el agua, produce el mismo efecto que una precipitación menor. O considere el viento: ya que aumenta la evaporación, también puede tener el efecto de condiciones relativamente más secas. Sin embargo, estos y otros factores pueden ejercer por ellos mismos un efecto crítico.
Resumiendo, podemos ver que los factores abióticos, que se encuentran siempre presentes en diferentes intensidades, interactúan unos con otros para crear una matriz de un número infinito de condiciones ambientales diferentes.
Factores Bióticos
Un ecosistema siempre involucra a más de una especie vegetal que interactúan con factores abióticos. Invariablemente la comunidad vegetal está compuesta por un número de especies que pueden competir unas con otras, pero que también pueden ser de ayuda mutua.
Pero también existen otros organismos en la comunidad vegetal: animales, hongos, bacterias y otros microorganismos. Así que cada especie no solamente interactúa con los factores abióticos sino que está constantemente interactuando igualmente con otras especies para conseguir alimento, cobijo u otros beneficios mientras que compite con otras (e incluso pueden ser comidas). Todas las interacciones con otras especies se clasifican como factores bióticos; algunos factores bióticos son positivos, otros son negativos y algunos son neutros.

Factores Limitantes y Ley del Mínimo

Óptimos y Rangos de Tolerancia
Veremos ahora la manera en que diferentes especies se "ajustan" a condiciones ambientales diferentes. Enfatizaremos las plantas porque es más fácil ilustrar los principios con ellas.
A través de observaciones de campo (observaciones de cosas como existen en la naturaleza en contraposición a experimentos de laboratorio), podemos llegar a la conclusión que especies diferentes de plantas varían grandemente en cuanto a su tolerancia (capacidad para soportar) a diferentes factores abióticos. Esta hipótesis ha sido examinada y verificada a través de experimentos llamados "pruebas de estrés".
Se cultivan plantas en una serie de cámaras en la que pueden controlarse todos los factores abióticos; de esta manera, el factor simple que estudiamos puede variarse de manera sistemática mientras que todos los demás factores se mantienen constante.
Por ejemplo, mantenemos la luz, el suelo, el agua y otros con iguales valores en todas las cámaras pero variamos la temperatura de una cámara a otra (para así distinguir el efecto de la temperatura de los demás factores).
Los resultados muestran que, partiendo desde un valor bajo, a medida que se eleva la temperatura las plantas crecen mejor y mejor hasta alcanzar una tasa máxima de crecimiento. Sin embargo, si se sigue elevando la temperatura las plantas empiezan a mostrar estrés: no crecen bien, sufren daños, y finalmente mueren.
La temperatura a la cual se presenta la máxima tasa de crecimiento se llama la temperatura óptima. La gama o rango de temperatura dentro del cual hay crecimiento se llama el rango o gama de tolerancia (para la temperatura). Las temperaturas por debajo o por encima de las cuales las plantas no crecen se llaman los límites de tolerancia.
Experimentos similares han sido realizados con la mayoría de los demás factores abióticos. Para cada factor estudiado, los resultados siguen el mismo patrón general: Hay un óptimo, que permite el máximo crecimiento, un rango de tolerancia fuera del cual hay un crecimiento menos vigoroso, y límites por debajo o por encima de los cuales la planta no puede sobrevivir.
Desde luego, no todas las especies han sido examinadas para todos los factores; sin embargo, la consistencia de tales observaciones nos lleva a la conclusión de que este es un principio biológico fundamental. Entonces podemos generalizar diciendo que cada especie tiene 1) un óptimo, 2) un rango de tolerancia, y 3) un límite de tolerancia con respecto a cada factor.
Además del principio de los óptimos, este tipo de experimentos demuestra que las especies pueden diferir marcadamente con respecto al punto en que se presenta el óptimo y los límites de tolerancia. Por ejemplo, lo que puede ser muy poca agua para una especie puede ser el óptimo para otra y puede ser letal para una tercera.
Algunas plantas no toleran las temperaturas de congelamiento (esto es, la exposición a 0º C o menos es fatal). Otras pueden tolerar un congelamiento ligero pero no intenso, y algunas realmente requieren varias semanas de temperaturas de congelamiento para completar sus ciclos de vida.
Lo mismo puede decirse para los demás factores. Pero, mientras que los óptimos y los límites de tolerancia pueden ser diferentes para especies diferentes, sus rangos de tolerancia pueden sobreponerse considerablemente.
De esta manera, los experimentos controlados apoyan la hipótesis de que las especies difieren en su adaptación a los diversos factores abióticos. La distribución geográfica de una especie puede estar determinada por el grado en el cual sus requerimientos son cumplidos por los factores abióticos presentes. Una especie puede prosperar donde encuentra condiciones óptimas; sobrevive malamente cuando las condiciones difieren de su óptimo. Pero no sobrevivirá en aquellos lugares donde cualquier factor abiótico tenga un valor fuera de su límite de tolerancia para ese factor.
Algunos de los principios adicionales de la "ley" de la tolerancia se enuncian como sigue:

1. 
   
2. Los organismos pueden tener un rango de tolerancia muy amplio para un factor y otro muy estrecho para otros factores.
3. Los organismos con rangos amplios de tolerancia para todos los factores son los que tienen mayor oportunidad de distribuirse extensamente.
4. Cuando las condiciones no son óptimas para una especie respecto a un factor ecológico, los límites de tolerancia suelen reducirse en lo que respecta a otros factores ecológicos. Por ejemplo, Penman encontró que cuando el nitrógeno del suelo es limitante, la resistencia del pasto a la sequía disminuye. En otras palabras, descubrió que se necesita más agua para prevenir la marchitez cuando las concentraciones de nitrógeno son bajas que cuando son altas.
5. Con mucha frecuencia, se descubre que en la naturaleza los organismos no viven en realidad en las gamas óptimas (determinadas experimentalmente) de un factor físico en particular. En esos casos, algún otro factor o factores tienen mayor importancia. Ciertas orquídeas tropicales, por ejemplo, crecen mejor bajo la luz solar directa que a la sombra, siempre y cuando se les mantenga. En la naturaleza sólo se les encuentra a la sombra, ya que no resisten el calor de la luz solar directa. En muchos casos, las interacciones de las poblaciones (como competencia, depredación, parasitismo, etc.) evitan que los organismos obtengan ventajas de las condiciones físicas óptimas.
6. La reproducción suele ser un periodo crítico en el que los factores abióticos o ambientales tienen grandes probabilidades de volverse limitantes. En esos casos, los límites de tolerancia del individuo y sus semillas, huevos, embriones, plántulas o larvas suelen ser más estrechos que los de las plantas o animales adultos cuando no se están reproduciendo. En consecuencia, un ciprés adulto crecería continuamente si estuviera sumergido en agua o si viviera en tierras áridas, pero no se reproduciría a menos que existieran suelos húmedos, pero no inundados, sobre los cuales se desarrollaran las nuevas plántulas. Ciertos cangrejos adultos y muchos otros animales marinos son capaces de tolerar aguas salobres o dulces con elevada concentración de cloruros, por lo que no es raro encontrarlos a buena distancia río arriba. Las larvas, sin embargo, no pueden sobrevivir en esas aguas, por lo que esas especies no pueden reproducirse en los ambientes fluviales y jamás llegan a establecerse de modo permanente. La esfera geográfica de las aves rapaces suele depender del impacto del clima sobre los huevos y polluelos, y no de sus efectos sobre los organismos adultos. Como éstos, existen centenares de ejemplos más.

Para denominar los grados relativos de tolerancia se utilizan los prefijos esteno (estrecho) y euri (amplio); así, estenotérmico-euritérmico se refiere a temperatura, estenohídrico-eurihídrico se refiere al agua, estenohalino-eurihalino se refiere a salinidad, estenofágico-eurifágico se refiere a alimentación y estenoico-eurioico se refiere a selección del hábitat.

Factores Limitantes y Ley del Mínimo

La Ley del Mínimo de Liebig
La idea de que un organismo no es más fuerte que el eslabón más débil en su cadena ecológica de requerimientos fue expresada claramente por Justus Liebig en 1840. Liebig fue uno de los pioneros en el estudio del efecto de diversos factores sobre el crecimiento de las plantas.
Descubrió, como saben los agricultores en la actualidad, que el rendimiento de las plantas suele ser limitado no sólo por los nutrientes necesarios en grandes cantidades, como el dióxido de carbono y el agua, que suelen abundar en el medio, sino por algunas materias primas como el cinc, por ejemplo, que se necesitan en cantidades diminutas pero escasean en el suelo. La afirmación de Liebig de que "el crecimiento de una planta depende de los nutrientes disponibles sólo en cantidades mínimas" ha llegado a conocerse como "ley" del mínimo de Liebig.

sociedad-naturaleza

diferentes factores intervienen en las variadas formas en que se da la vinculación sociedad-naturaleza.
La combinación de los diversos elementos definen una organiza­ción dinámica que se formaliza a través de procesos en donde las relaciones adquieren diferentes formas y grados.
La evolución histórica imprime cambios permanentes, alterando pausada o bruscamente las condiciones de funcionamiento del todo o alguna de sus partes. La presencia de un intrincado conjunto de interrelaciones deter­mina que la realidad socionatural adquiera una complejidad muy alta. La sumatoria de fenómenos en constante interrelación origina múltiples procesos en donde los componen­tes no son independientes en la medida en que se determinan mutuamente.
Pero esto no equivale a afirmar que todos los elementos representen el mismo nivel jerárquico, desempeñando cada uno su papel en igualdad de condiciones y posibilidades.
Complejidad no es sinónimo de igualdad en la estructura interna.
Por el contrario, es posible distinguir en cada problemática los aspectos determinantes en la cadena de relaciones
La cuestión de la relación sociedad-naturaleza es abundantemente estudiada en los últimos años, pero solo en forma parcial, al analizar la problemática ambiental desde una perspectiva que focaliza su interés en los impactos humanos sobre el ambiente físico. Lo sugerente aquí es justamente analizar las formas, estructuras, acciones que definen las maneras particulares de vincularse los distintos sectores sociales con las porciones de naturaleza. Y de aquí es que se pueden posteriormente deducir los impactos. Estos estudios ambientales están siendo tomados por las ciencias exactas y naturales, siendo escaso el interés por parte de las mayorías de las ciencias sociales y humanas (con excepción de ciertos estudios geográficos).

sociedad-naturaleza

objeto de estudio de la ecologia

La ecología es la rama de la Biología que estudia las interacciones de los seres vivos con su hábitat. Esto incluye factores abióticos, esto es, condiciones ambientales tales como: climatológicas, edáficas, etc.; pero también incluye factores bióticos, esto es, condiciones derivadas de las relaciones que se establecen con otros seres vivos. Mientras que otras ramas se ocupan de niveles de organización inferiores (desde la bioquímica y la biología molecular pasando por la biología celular, la histología y la fisiología hasta la sistemática), la ecología se ocupa del nivel superior a éstas, ocupándose de las poblaciones, las comunidades, los ecosistemas y la biosfera. Por esta razón, y por ocuparse de las interacciones entre los individuos y su ambiente, la ecología es una ciencia multidisciplinaria que utiliza herramientas de otras ramas de la ciencia, especialmente Geología, Meteorología, Geografía, Física, Química y Matemática.
Los trabajos de investigación en esta disciplina se diferencian con respecto de la mayoría de los trabajos en las demás ramas de la Biología por su mayor uso de herramientas matemáticas, como la estadística y los modelos matemáticos. Además, la comprensión de los procesos ecológicos se basa fuertemente en los postulados evolutivos (Dobzhansky, 1973).

Principios y conceptos de la ecología

Teoría de sistemas

Principios de Ecología

Plantas y animales florecen solo cuando ciertas condiciones físicas están presentes. En la ausencia de tales condiciones, las plantas y animales no pueden sobrevivir sin ayuda de estos, son comensalismos.

Flujos de materia y energía

Artículo principal: Ciclos biogeoquímicos.

concepto de ecologia

La ecología (del griego «οίκος» oikos="hogar", y «λóγος» logos=" conocimiento") es la ciencia que estudia a los seres vivos, su ambiente, la distribución, abundancia y cómo esas propiedades son afectadas por la interacción entre los organismos y su ambiente: «la biología de los ecosistemas» (Margalef, 1998, p. 2). En el ambiente se incluyen las propiedades físicas que pueden ser descritas como la suma de factores abióticos locales, como el clima y la geología, y los demás organismos que comparten ese hábitat (factores bióticos).
La visión integradora de la ecología plantea qué es el estudio científico de los procesos que influyen la distribución y abundancia de los organismos, así como las interacciones entre los organismos y la transformación de los flujos de energía y materia.

Historia

El término ökologie fue introducido en 1866 por el alemán prusiano Ernst Haeckel en su trabajo Morfología general de los organismos (Generelle morphologie der organismen);² está compuesto por las palabras griegas oikos (casa, vivienda, hogar) y logos (estudio o tratado), por ello ecología significa «el estudio del hogar».
En un principio, Haeckel entendía por ecología a la ciencia que estudia las relaciones de los seres vivos con su ambiente, pero más tarde amplió esta definición al estudio de las características del medio, que también incluye el transporte de materia y energía y su transformación por las comunidades biológicas.

Competencia intraespecifica

 La competencia Intraespecífica es aquella que se produce entre los individuos de la misma especie, se destacan la competencia por el territorio, la luz, la reproducción y la alimentación, por ej, en la competencia por el territorio, los machos felinos y caninos marcan su terrritorio orinando en los troncos de los árboles cuando otro macho invade su territorio, éste generalmente sale agresivamente a defender el mismo, por la luz, por ej, en las selvas, los áoboles mas altos y de copas bien robustas tienen a su merced la luz para su aprovechamiento, en cambio, los vegetales que se encuetran ubicados a niveles bajos del suelo( helechos) generalmente ganan poca luz porque al estar apretados unos contra otros los escasos rayos luminosos que penetran hacia el interior son captados por ellas.
La competencia Interespecífica es aquella competencia que e produce entre individuos de especies diferentes, por el, la competencia por el alimento entre una manada de Hienas( perros salvajes) y leones, generalmente cuando mas numerosas son las poblaciones en eesta competencia ganan, las hienas que están a la espera de un descuido por partye de los leones cuando se ven superados por ellas ganan el alimento haciendo que los leones abandonen la presa cazada, la competencia por el territorio, donde estos felinos marcan su territorio con orin en los troncos de los árboles cuando un animal dominante de otra especie entra a su territorio este sale al hacecho del invasor.

 

Competencia interespecificas (biología)

La competencia se puede definir como una interacción biológica entre seres vivos en la cual la aptitud o adecuación biológica de uno es reducida a consecuencia de la presencia del otro. Existe una limitación de la cantidad de por lo menos un recurso usado por ambos organismos o especies; tal recurso puede ser alimento, agua, territorio, parejas.¹
La competencia tanto dentro de una especie como entre especies diferentes es un tema importante en ecología, especialmente de ecología de comunidades. La competencia es uno de varios factores bióticos y abióticos que afectan la estructura de las comunidades ecológicas. La competencia entre miembros de la misma especie se llama competencia intraespecífica y la que tiene lugar entre miembros de diferentes especies es competencia interespecífica. La competencia no siempre es un fenómeno simple y directo y puede ocurrir en formas indirectas. Según el principio de exclusión competitiva las especies menos aptas para competir deben adaptarse o, de lo contrario, se extinguen. De acuerdo a la teoría de la evolución la competencia dentro de una especie y entre especies juega un papel fundamental en la selección natural.

Tipos de competencia

Por mecanismo

Los términos siguientes describen los mecanismos biológicos por los cuales tiene lugar la competencia. Estos mecanismos pueden ser tanto directos como indirectos y se aplican tanto a la competencia intraespecífica como interespecífica:

• Competencia por interferencia: Ocurre directamente entre individuos por el acto de agresión, etc. cuando un individuo interfiere con el forrajeo, supervivencia, reproducción de otros o por prevención directa del establecimiento de una porción del hábitat.
• Competencia por explotación: Ocurre indirectamente por medio de un recurso limitado común que actúa como un intermediario. Por ejemplo, el uso de un recurso por unos causa la escasez para otros o, también la competencia por espacio.
• Competencia aparente: Ocurre indirectamente entre dos especies que, por ejemplo, son presas de un depredador común. En tal caso hay competencia por el espacio libre de depredadores.

Por especies

• Competencia intraespecífica: La competencia intraespecífica ocurre cuando los miembros de la misma población necesitan hacer uso del mismo recurso de un ecosistema. Por ejemplo entre animales de la misma especie que viven en un mismo territorio en un mismo momento de tiempo y que compiten por territorio, apareamiento o sitio de nidada. Es común que los leones maten a las crías de machos diferentes para convertirse en los machos dominantes. Entre los ciervos, muchos pelean con sus astas para obtener el derecho a aparearse.

• Competencia interespecífica: La competencia interespecífica ocurre entre individuos de diferentes especies que comparten un recurso común en la misma área. Si el recurso no es suficiente para mantener ambas poblaciones, el resultado es una reducción en la fertilidad, el crecimiento y la supervivencia de una o más especies. La competencia interespecífica puede alterar las poblaciones, las comunidades y la evolución de las especies involucradas.

Como la competencia intraespecífica, la competencia interespecífica toma dos formas: explotación e interferencia. Como alternativas a esta clasificación dicotónomica simple de interacciones competitivas, Thomas Schoener de la Universidad de California en Davis propuso que seis tipos diferentes de interacciones son suficientes para responder a la mayoría de los casos de competencia interespecífica: (1) consumo, (2) prevención, (3) superposición, (4) interacción química, (5) territorial y (6) encuentro.
La competencia por el consumo ocurre cuando los individuos de una especie inhiben a los individuos de otra mediante el consumo de un recurso compartido. La competencia preventiva ocurre principalmente entre organismos sésiles, como los crustáceos percebes, donde la ocupación por parte de un individuo excluye el establecimiento por parte de otros. La competencia por superposición ocurre cuando un organismo literalmente crece sobre otro (con o sin contacto físico), inhibibiendo el acceso a algún recurso esencial. En las interacciones químicas los inhibidores de crecimiento químico o toxinas liberados por un individuo inhiben o matan a otras especies. La competencia territorial resulta de la exclusión conductual de otras especies de un espacio concreto que se define como un territorio y la competencia de encuentro se produce cuando las agrupaciones no territoriales entre individuos provocan un efecto negativo en una de las especies participantes o en ambas.
Entre las plantas, muchas compiten por ser las más altas y obtener luz, o por llegar con sus raíces a mayores profundidades para obtener los nutrientes. Este tipo de competencia puede ser tanto intra como interespecífica.

Crecimiento exponencial

La expresión crecimiento exponencial se aplica a una magnitud M tal que su variación en el tiempo es proporcional a su valor, lo que implica que crece muy rápidamente en el tiempo de acuerdo con la ecuación:

Donde:

M_t es valor de la magnitud en el instante t > 0;

M₀ es el valor inicial de la variable, valor en t = 0, cuando empezamos a medirla;

r es la llamada tasa de crecimiento instantánea, tasa media de crecimiento durante el lapso transcurrido entre t = 0 y t > 0;

e = 2,718281828459...

La expresión se refiere al crecimiento de una función exponencial de la forma con . Se puede ilustrar el crecimiento exponencial tomando en la última ecuación a = 2 y x un valor entero. Por ejemplo, si x = 4, entonces y = 2x2x2x2 = 16. Si x = 10 entonces y = 1.024. Y así sucesivamente.

Fenómenos que crecen de forma exponencial

Algunos fenómenos que pueden ser descritos por un crecimiento exponencial, al menos durante un cierto intervalo de tiempo, son:

1. El volumen de una esfera al crecer.
2. El número de células de un feto mientras se desarrolla en el útero materno.
3. En una economía sin trastornos, los precios crecen exponencialmente, donde la tasa coincide con el índice de inflación.
4. El número de contraseñas posibles con n dígitos crece exponencialmente con n.
5. El número de operaciones cálculos necesarios para resolver un problema NP-completo crece exponencialmente con el tamaño de la entrada, representable o codificable mediante un número entero.
6. El número de bacterias que se reproducen por fisión binaria.
7. El número de miembros en poblaciones de ecosistemas cuando carecen de predador.

Ecuaciones diferenciales

El crecimiento es exponencial cuando el crecimiento de la función en un punto es proporcional al valor de la función en ese punto, lo que se puede expresar en mediante la ecuación diferencial de primer orden:

(1)

Donde es el valor inicial de la magnitud cuyo crecimiento exponencial se está estudiando (es decir, el valor de la magnitud para t = 0). La solución esta ecuación (1) para cualquier instante de tiempo posterior es simplemente:

Para t > 0 puede verse que (siempre y cuando el crecimiento sea positivo r > 0).

Catástrofe malthusiana

La catástrofe malthusiana debe su nombre al demógrafo y economista político conservador Thomas Robert Malthus y la visión pesimista del crecimiento de población expuesta en su obra Ensayo sobre el principio de la población. Las tesis de Malthus aunque desajustadas a los hechos, tuvieron gran influencia política. Malthus llegó a afirmar que el crecimiento de la población libre de contenciones era un crecimiento exponencial, mientras que la producción de alimentos según su argumento era un crecimiento lineal. Puesto que la tasa de crecimiento de la población era más acelerada que la de alimentos a partir de un cierto umbral de población, Malthus pronosticó que habría una escasez de alimentos y una gran hambruna hacia mediados del siglo XIX. La gran hambruna predicha por Malthus jamás se produjo mostrando que los presupuestos lógicos de Malthus eran simplistas y en ocasiones hasta erróneos.
Expresado en ecuaciones diferenciales el argumento de Malthus era el siguiente. Si P(t) es la población en el año t y A(t) la cantidad total de alimentos las hipótesis de crecimiento lineal y exponencial son:

(2a, 2b)

La solución de las dos ecuaciones anteriores lleva a que la cantidad de alimento por persona viene dada por:

Donde P₀ es la población inicial y A₀ es la cantidad inicial de alimentos. Supongamos ahora que la cantidad mínima de alimentos o ingesta mínima por persona es a_min, entonces si las hipótesis de Malthus hubieran sido correctas para todo instante del tiempo, la cantidad de alimentos por persona se habría reducido hasta ser inferior a la cantidad mínima de alimentos por persona en el instante de la catástrofe malthusiana t_CM:

(*)

Puede verse que para cualesquiera valores positivos de r, k, A₀, P₀ y a_min existe un instante del tiempo dado por t_CM en el que se produce indefectiblemente la catástrofe malthusiana, si las ecuaciones de evolución (2a, 2b) no cambian en todo el proceso. La solución de (*) viene dada mediante la función W de Lambert:

Curva logística

Artículo principal: Curva logística.

La curva logística es un refinamiento del crecimiento exponencial. Cuando una magnitud crece en un sistema finito, a partir de cierto punto el tamaño finito del sistema limita el crecimiento de la magnitud al no existir recursos abundantes suficientes para seguir permitiendo el crecimiento exponencial. Un caso típico son los ecosistemas biológicos donde ciertas especies basan su supervivencia en altas tasas de reproducción o natalidad(estrategia r). Inicialmente cuando existe un pequeño número de individuos el crecimiento es exponencial, pero a partir de cierto momento el hecho de que los recursos alimentarios del territorio no sean infinitos "satura" el crecimiento. En esos casos el crecimiento de la población P con el tiempo (t) responde a la siguiente ecuación diferencial:

(3)

Donde la constante define la tasa de crecimiento y es la capacidad, que está asociada a la saturación del sistema. Cuando P es pequeña esta ecuación se parece a la ecuación (1) del crecimiento exponencial, pero para valores no despreciables frente al valor de K el comportamietno cambia. La solución general a la ecuación (3) es la función logística, usualmente llamada curva logística. La solución general de la ecuación, siendo la población inicial, viene dada por:

Donde:

Estrategias K y r

La teoría de selección r/K hipotetiza que las fuerzas evolutivas operan en dos direcciones diferentes: r ó K en relación con la probabilidad de supervivencia de individuos de diferentes especies de plantas y animales. Estos términos algébricos se derivan de la ecuación diferencial de Verhulst de la dinámica de poblaciones biológicas.

en donde:

r es la tasa de reproducción de la población

N es el tamaño de la población

K es la capacidad de carga del ambiente

De acuerdo con la teoría de selección r/K:

• Algunas especies siguen una estrategia r producen numerosos descendientes, cada uno de los cuales posee una probabilidad de supervivencia baja, y la especie es poco dependiente del futuro de un pequeño número de individuos.
• Otras especies con estrategia K invierten gran cantidad de recursos en unos pocos descendientes, cada uno de los cuales tiene una alta probabilidad de supervivencia¹ , esa estrategia puede resultar exitosa pero hace a la especie vulnerable respecto a la suerte de un pequeño número de individuos.

Las plantas anuales o perennes, con abundantes semillas, pequeñas, sin compuestos secundarios ni otras defensas contra la depredación son típicas de estrategia r, v. gr., pinos, robles, ceibas, pastos y yerbas en general; mientras que árboles con pocas semillas, grandes, ricas en nutrientes, cargadas de alcaloides o con defensas mecánicas (espinas, cortezas duras, etc.), son típicas de estrategia K, v. gr., palma de coco, aguacate, zapote. En forma análoga, los invertebrados terrestres y acuáticos, muchas especies de peces, producen innumerables propágulos que se dispersan pasivamente, sufren altas tasas de depredación -estrategia r, vs. aves y mamíferos que invierten tiempo y energía en el cuidado de sus hijos, durante períodos prolongados, son el epítome de los estrategas K. Estos ejemplos subrayan el hecho de que r y K son extremos de un espectro de adaptaciones; de facto la mayoría de las especies tanto de plantas como de animales manifiestan estrategas intermedias.

Decrecimiento exponencial

También es de interés físico el decrecimiento exponencial, por el cual una cierta magnitud M con el tiempo disminuye su valor o se "atenúa" según una ley exponencial negativa del tipo:

Algunos fenómenos que siguen procesos de decrecimiento o atenuación exponencial son:

1. La velocidad de un pequeño objeto sobre el que no actúan fuerzas en el seno de un fluido en reposo.
2. La intensidad de corriente en un circuito eléctrico de continua con inductancia nula al que se le retira la tensión eléctrica.
3. El número de átomos de una substancia radioactiva que se desintegran por unidad de tiempo.
4. La intensidad luminosa de un haz de luz que se propaga en un medio absorbente.
5. La probabilidad de supervivencia de ciertas especies que no muestran envejecimiento celular genéticamente determinado como muchos reptiles.

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