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44: Ecología y biosfera - Biología

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44: Ecología y biosfera

Ecología y biosfera

Figura 1: La (a) garrapata del venado es portadora de la bacteria que produce la enfermedad de Lyme en humanos, a menudo evidente en (b) una erupción sintomática en forma de ojo de buey. El (c) ratón de patas blancas es un hospedador bien conocido de garrapatas de venado portadoras de la bacteria de la enfermedad de Lyme. (crédito a: modificación del trabajo por Scott Bauer, USDA ARS crédito b: modificación del trabajo por James Gathany, CDC crédito c: modificación del trabajo por Rob Ireton. & # 8220esta imagen & # 8221 por OpenStax tiene licencia CC BY 4.0)

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

Los seres humanos son parte del paisaje ecológico y la salud humana es una parte importante de la interacción humana con nuestro entorno físico y vital. La enfermedad de Lyme, por ejemplo, sirve como un ejemplo moderno de la conexión entre nuestra salud y el mundo natural (Figura 1). Más formalmente conocida como borreliosis de Lyme, la enfermedad de Lyme es una infección bacteriana que puede transmitirse a los humanos cuando son picados por la garrapata del venado (Ixodes scapularis), que es el vector principal de esta enfermedad. Sin embargo, no todas las garrapatas del venado son portadoras de la bacteria que causa la enfermedad de Lyme en los seres humanos, y I. scapularis puede tener otros huéspedes además de los ciervos. De hecho, resulta que la probabilidad de infección depende del tipo de huésped sobre el que se desarrolla la garrapata: una mayor proporción de garrapatas que viven en ratones de patas blancas son portadoras de la bacteria que las garrapatas que viven en ciervos. El conocimiento sobre los entornos y las densidades de población en las que abunda la especie huésped ayudaría a un médico o epidemiólogo a comprender mejor cómo se transmite la enfermedad de Lyme y cómo se podría reducir su incidencia.


44: Ecología y biosfera - Biología

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

Figura 1. La (a) garrapata del venado es portadora de la bacteria que produce la enfermedad de Lyme en humanos, a menudo evidente en (b) una erupción sintomática en forma de ojo de buey. El (c) ratón de patas blancas es un hospedador bien conocido de garrapatas de venado portadoras de la bacteria de la enfermedad de Lyme. (crédito a: modificación del trabajo por Scott Bauer, USDA ARS crédito b: modificación del trabajo por James Gathany, CDC crédito c: modificación del trabajo por Rob Ireton)

Los seres humanos son parte del paisaje ecológico y la salud humana es una parte importante de la interacción humana con nuestro entorno físico y vital. La enfermedad de Lyme, por ejemplo, sirve como un ejemplo moderno de la conexión entre nuestra salud y el mundo natural (Figura 1). Más formalmente conocida como borreliosis de Lyme, la enfermedad de Lyme es una infección bacteriana que puede transmitirse a los humanos cuando son picados por la garrapata del venado (Ixodes scapularis), que es el vector principal de esta enfermedad. Sin embargo, no todas las garrapatas del venado son portadoras de la bacteria que causa la enfermedad de Lyme en los seres humanos, y I. scapularis puede tener otros huéspedes además de los ciervos. De hecho, resulta que la probabilidad de infección depende del tipo de huésped sobre el que se desarrolla la garrapata: una mayor proporción de garrapatas que viven en ratones de patas blancas son portadoras de la bacteria que las garrapatas que viven en ciervos. El conocimiento sobre los entornos y las densidades de población en las que abunda la especie huésped ayudaría a un médico o epidemiólogo a comprender mejor cómo se transmite la enfermedad de Lyme y cómo se podría reducir su incidencia.


Ecología de la población

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


Fuentes de energia

La energía del sol es capturada por plantas verdes, algas, cianobacterias y protistas fotosintéticos. Estos organismos convierten la energía solar en la energía química que necesitan todos los seres vivos. La disponibilidad de luz puede ser una fuerza importante que afecta directamente la evolución de las adaptaciones en los fotosintetizadores. Por ejemplo, las plantas en el sotobosque de un bosque templado están sombreadas cuando los árboles sobre ellas en el dosel se deshojan completamente a fines de la primavera. No es sorprendente que las plantas del sotobosque tengan adaptaciones para capturar con éxito la luz disponible. Una de esas adaptaciones es el rápido crecimiento de plantas efímeras de primavera, como la belleza primaveral (Figura). Estas flores de primavera logran gran parte de su crecimiento y terminan su ciclo de vida (se reproducen) temprano en la temporada antes de que los árboles del dosel desarrollen hojas.

La belleza de la primavera es una planta de primavera efímera que florece a principios de la primavera para evitar competir con los árboles forestales más grandes por la luz solar. (crédito: John Beetham)

En los ecosistemas acuáticos, la disponibilidad de luz puede ser limitada porque la luz solar es absorbida por el agua, las plantas, las partículas en suspensión y los microorganismos residentes. Hacia el fondo de un lago, estanque u océano, hay una zona que la luz no puede alcanzar. La fotosíntesis no puede tener lugar allí y, como resultado, se han desarrollado una serie de adaptaciones que permiten a los seres vivos sobrevivir sin luz. Por ejemplo, las plantas acuáticas tienen tejido fotosintético cerca de la superficie del agua, por ejemplo, piense en las hojas anchas y flotantes de un nenúfar: los nenúfares no pueden sobrevivir sin luz. En entornos como los respiraderos hidrotermales, algunas bacterias extraen energía de sustancias químicas inorgánicas porque no hay luz para la fotosíntesis.

La disponibilidad de nutrientes en los sistemas acuáticos también es un aspecto importante de la energía o la fotosíntesis. Muchos organismos se hunden hasta el fondo del océano cuando mueren en aguas abiertas, cuando esto ocurre, la energía que se encuentra en ese organismo vivo se secuestra durante algún tiempo a menos que se produzca una afloramiento oceánico. Surgencia oceánica es el aumento de las aguas profundas del océano que se produce cuando los vientos dominantes soplan a lo largo de las aguas superficiales cerca de la costa (Figura). A medida que el viento empuja las aguas del océano mar adentro, el agua del fondo del océano se mueve hacia arriba para reemplazar esta agua. Como resultado, los nutrientes que alguna vez estuvieron contenidos en los organismos muertos están disponibles para ser reutilizados por otros organismos vivos.

La surgencia oceánica es un proceso importante que recicla nutrientes y energía en el océano. A medida que el viento (flechas verdes) empuja mar adentro, hace que el agua del fondo del océano (flechas rojas) se mueva a la superficie, trayendo nutrientes de las profundidades del océano.

Conexión de arte

Las pérdidas de volumen de primavera y otoño son procesos importantes en los lagos de agua dulce que actúan para mover los nutrientes y el oxígeno del fondo de los lagos profundos hacia la cima. La rotación se produce porque el agua tiene una densidad máxima a 4 ° C. La temperatura del agua superficial cambia a medida que avanzan las estaciones y el agua se hunde más densa.

¿Cómo podría diferir la rotación en los lagos tropicales de la rotación en los lagos que existen en las regiones templadas?

En primavera, la temperatura del aire aumenta y el hielo de la superficie se derrite. Cuando la temperatura del agua superficial comienza a alcanzar los 4 ° C, el agua se vuelve más pesada y se hunde hasta el fondo. El agua en el fondo del lago es luego desplazada por el agua superficial más pesada y, por lo tanto, sube a la cima. A medida que el agua sube a la superficie, los sedimentos y nutrientes del fondo del lago se llevan consigo. Durante los meses de verano, el agua del lago se estratifica o forma capas con el agua más caliente en la superficie del lago.

A medida que la temperatura del aire desciende en el otoño, la temperatura del agua del lago se enfría a 4 ° C, por lo tanto, esto provoca la caída de rotación a medida que el agua fría se hunde y desplaza el agua en el fondo. El agua rica en oxígeno en la superficie del lago luego se mueve hacia el fondo del lago, mientras que los nutrientes en el fondo del lago suben a la superficie (Figura). Durante el invierno, los descomponedores y otros organismos que requieren oxígeno, como los peces, utilizan el oxígeno del fondo del lago.


Iniciar prueba: Biología 44 Ecología y la biosfera Prueba MCQ

Esta imagen de la NASA es una composición de varias vistas satelitales de la Tierra. Para hacer la imagen de toda la Tierra, los científicos de la NASA combinan observaciones de diferentes partes del planeta. (crédito: NASA / GSFC / NOAA / USGS)

Vista desde el espacio, la Tierra no ofrece pistas sobre la diversidad de formas de vida que residen allí. Se cree que las primeras formas de vida en la Tierra fueron microorganismos que existieron durante miles de millones de años en el océano antes de que aparecieran las plantas y los animales. Los mamíferos, pájaros y flores tan familiares para nosotros son todos relativamente recientes, y se originaron hace 130 a 200 millones de años. Los seres humanos han habitado este planeta solo durante los últimos 2,5 millones de años, y solo en los últimos 200.000 años los seres humanos han comenzado a lucir como lo hacemos hoy.

Capítulo 44: Ecología y biosfera Cuestionario de preguntas de múltiples opciones de MCQ Banco de pruebas

44.5 El clima y los efectos del cambio climático global

Nombre: Biología 44 Ecología y Biosfera MCQ
URL de descarga: Descargar el libro electrónico en PDF de MCQ Quiz
Tamaño del libro: 10 páginas
Fecha de Copyright: 2015
Idioma: inglés de EE. UU.
Categorías: Materiales educativos

Pregunta: ¿Cuál de los siguientes es un factor biótico?

Pregunta: ¿Cuál de los siguientes biomas se caracteriza por abundantes recursos hídricos?

Pregunta: ¿Cuál de los siguientes biomas se caracteriza por temporadas de crecimiento cortas?

Pregunta: ¿Dónde esperaría encontrar la mayor cantidad de fotosíntesis en un bioma oceánico?

Pregunta: Una característica clave de los estuarios es:

condiciones de poca luz y alta productividad

agua salada y agua dulce

Pregunta: Un ecólogo que sube una montaña puede notar diferentes biomas a lo largo del camino debido a cambios en todos los siguientes, excepto:

Pregunta: ¿Cuál de las siguientes fuerzas naturales es responsable de la liberación de dióxido de carbono y otros gases atmosféricos?

Pregunta: ¿Cuál de los siguientes es un ejemplo de un evento meteorológico?

La temporada de huracanes dura desde el 1 de junio hasta el 30 de noviembre.

La cantidad de CO2 atmosférico ha aumentado constantemente durante el último siglo.

Una tormenta de viento derribó árboles en el área de canoas de Boundary Waters en Minnesota el 4 de julio de 1999.

Los desiertos son ecosistemas generalmente secos que tienen muy poca lluvia.

Pregunta: Las plantas del sotobosque en un bosque templado tienen adaptaciones para capturar __________ limitadas.

Pregunta: ¿El estudio del ciclo de nutrientes a través del medio ambiente es un ejemplo de cuál de los siguientes?


Chaparral

El chaparral también se llama bosque de matorrales y se encuentra en California, a lo largo del mar Mediterráneo y a lo largo de la costa sur de Australia (Figura). La precipitación anual en este bioma varía de 65 cm a 75 cm (25,6 a 29,5 pulgadas), y la mayor parte de la lluvia cae en invierno. Los veranos son muy secos y muchas plantas de chaparral están inactivas durante el verano. La vegetación del chaparral, que se muestra en la Figura, está dominada por arbustos adaptados a incendios periódicos, y algunas plantas producen semillas que solo germinan después de un fuego caliente. Las cenizas que quedan después de un incendio son ricas en nutrientes como el nitrógeno que fertilizan el suelo y promueven el rebrote de las plantas.

El chaparral está dominado por arbustos. (crédito: Miguel Vieira)


Introducción

La (a) garrapata del venado es portadora de la bacteria que produce la enfermedad de Lyme en humanos, a menudo evidente en (b) una erupción sintomática en forma de ojo de buey. El (c) ratón de patas blancas es un hospedador bien conocido de garrapatas de venado portadoras de la bacteria de la enfermedad de Lyme. (crédito a: modificación del trabajo de Scott Bauer, crédito B del USDA ARS: modificación del trabajo de James Gathany, crédito c de los CDC: modificación del trabajo de Rob Ireton)

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

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


Rios y corrientes

Los ríos y arroyos son cuerpos de agua en continuo movimiento que transportan grandes cantidades de agua desde la fuente, o cabecera, a un lago u océano. Los ríos más grandes incluyen el río Nilo en África, el río Amazonas en América del Sur y el río Mississippi en América del Norte.

El agua que se mueve rápidamente da como resultado una acumulación mínima de limo en el fondo del río o arroyo, por lo tanto, el agua es clara. La fotosíntesis aquí se atribuye principalmente a las algas que crecen en las rocas; la corriente rápida inhibe el crecimiento del fitoplancton. Un aporte adicional de energía puede provenir de las hojas u otro material orgánico que cae al río o al arroyo de los árboles y otras plantas que bordean el agua. Cuando las hojas se descomponen, la materia orgánica y los nutrientes de las hojas se devuelven al agua. Las plantas y los animales se han adaptado a esta agua en rápido movimiento. Por ejemplo, las sanguijuelas (phylum Annelida) tienen cuerpos alargados y ventosas en ambos extremos. Estos chupones se adhieren al sustrato, manteniendo la sanguijuela anclada en su lugar. Las especies de truchas de agua dulce (phylum Chordata) son un depredador importante en estos ríos y arroyos de rápido movimiento.

A medida que el río o arroyo se aleja de la fuente, el ancho del canal se ensancha gradualmente y la corriente se ralentiza. Esta agua de movimiento lento, causada por la disminución del gradiente y el aumento de volumen a medida que los afluentes se unen, tiene más sedimentación. El fitoplancton también se puede suspender en agua de movimiento lento. Por lo tanto, el agua no será tan clara como cerca de la fuente. El agua también está más caliente. Se pueden encontrar gusanos (filo Annelida) e insectos (filo Arthropoda) excavando en el barro. Los vertebrados depredadores de orden superior (filo Chordata) incluyen aves acuáticas, ranas y peces. Estos depredadores deben encontrar alimento en estas aguas de movimiento lento, a veces turbias, y, a diferencia de las truchas en las aguas en la fuente, estos vertebrados pueden no ser capaces de usar la visión como su sentido principal para encontrar alimento. En cambio, es más probable que utilicen señales gustativas o químicas para encontrar una presa.


44: Ecología y biosfera - Biología

Fecha de publicación: 06 Feb 2018

Descargo de responsabilidad:
Esta tesis ha sido escrita y enviada por estudiantes y no es un ejemplo de nuestro trabajo. Haga clic en este enlace para ver muestras de nuestro trabajo profesional a cargo de nuestros redactores de tesis profesionales. Todas las opiniones, hallazgos, conclusiones o recomendaciones expresadas en este material pertenecen a los autores y no reflejan necesariamente los puntos de vista de EssayCompany.

Ch. 50 (Introducción a la ecología y la biosfera)

I. La ecología es el estudio científico de las interacciones entre los organismos y el medio ambiente.

    1. Los eventos que ocurren en el marco del tiempo ecológico se traducen en efectos sobre la escala más larga del tiempo evolutivo.
    2. El entorno de cualquier organismo incluye dos componentes.
      1. Componentes abióticos o inertes: factores químicos y físicos como la temperatura, la luz, el agua y los nutrientes.
      2. Componentes bióticos o vivos: todos los organismos, o la biota, que forman parte del entorno del individuo.
      1. Ecología de organismos:
        1. Puede subdividirse en las disciplinas de ecología fisiológica, ecología evolutiva y ecología del comportamiento.
        2. Se refiere a cómo la estructura, la fisiología y el comportamiento de un organismo se enfrentan a los desafíos planteados por el medio ambiente.
        1. Se concentra principalmente en los factores que afectan la cantidad de individuos de una especie en particular que viven en un área.
        2. Población: grupo de individuos de la misma especie que viven en un área geográfica particular.
        1. Se ocupa de toda la gama de especies que interactúan en una comunidad.
        2. Comunidad: todos los organismos de todas las especies que habitan un área en particular
        1. El énfasis en esta ecología está en el flujo de energía y el ciclo químico entre los diversos componentes bióticos y abióticos.
        2. Ecosistema: todos los factores abióticos además de toda la comunidad de especies que existen en un área determinada.
        1. Se ocupa de conjuntos de ecosistemas y cómo se organizan en una región geográfica.
          1. La irregularidad es una característica ambiental donde un paisaje o paisaje marino consiste en un mosaico de diferentes tipos de parches.

          II. Las interacciones entre organismos y el medio ambiente limitan la distribución de especies.

            1. La biogeografía es el estudio de la distribución pasada y presente de especies individuales, en el contexto de la teoría evolutiva.
              1. Proporciona un buen punto de partida para comprender qué limita la distribución geográfica de una especie.
                1. Los factores que limitan la distribución de una especie pueden incluir:
                  1. Dispersión.
                  2. Comportamiento.
                  3. Factores bioticos.
                  4. Factores abióticos.
                  1. Una forma de determinar si la dispersión es un factor clave que limita la distribución es observar los resultados de los trasplantes de una especie.
                    1. Para que un trasplante se considere exitoso, los organismos deben sobrevivir y reproducirse en la nueva área.
                    2. Si tiene éxito, el rango potencial de la especie es mayor que su rango real.
                    1. Las plantas pueden seleccionar sus hábitats produciendo semillas que germinan solo bajo un conjunto restringido de condiciones ambientales.
                    2. Los mosquitos hembras seleccionan hábitats específicos para la oviposición o el depósito de huevos.
                    1. Depredacion
                    2. Enfermedad
                    3. Parasitismo
                    4. Competencia
                    1. La temperatura ambiental es un factor importante en la distribución de organismos debido a su efecto sobre los procesos biológicos.
                      1. Las células pueden romperse si el agua que contienen se congela.
                      2. Las proteínas de la mayoría de los organismos se desnaturalizan a temperaturas superiores a los 45 grados C.
                      1. Los organismos de agua dulce y marinos viven sumergidos en ambientes acuáticos.
                      2. Los organismos terrestres enfrentan una amenaza casi constante de desecación.
                      1. También contribuye a la pérdida de agua en los organismos al aumentar la tasa de enfriamiento por evaporación y transpiración.
                      1. Patrones climáticos globales:
                        1. La forma curva de la Tierra provoca una variación latitudinal en la intensidad de la luz solar
                          1. La luz del sol golpea los trópicos de manera más directa, y la mayor parte del calor y la luz se entregan allí.
                          1. Solsticio de junio: el hemisferio norte se inclina hacia el sol comienza el verano
                          2. Equinoccio de marzo: el ecuador mira directamente al sol 12 horas de luz diurna y oscuridad
                          3. Solsticio de diciembre: el hemisferio norte se aleja del sol comienza el invierno
                          4. Equinoccio de septiembre: el ecuador mira directamente al sol
                          1. Las corrientes oceánicas influyen en el clima a lo largo de las costas de los continentes al calentar o enfriar las masas de aire suprayacentes, que luego pueden atravesar la tierra.
                          2. Las montañas tienen un efecto significativo en la cantidad de luz solar que llega a un área, así como en la temperatura y las precipitaciones locales.
                          3. Además de los cambios globales en la duración del día, la radiación solar y la temperatura, el ángulo cambiante del sol afecta los entornos locales.
                            1. Durante el verano y el invierno, muchos lagos en las regiones templadas se estratifican térmicamente o se colocan en capas verticalmente según la temperatura.
                            2. Los lagos experimentan una mezcla semestral de sus aguas como resultado de los perfiles cambiantes de temperatura, un proceso llamado rotación.
                                1. El microclima son patrones muy finos, como los que encuentra una comunidad debajo de un tronco.
                                  1. Muchas características del medio ambiente influyen en los microclimas al arrojar sombra, afectar la evaporación del suelo y cambiar los patrones del viento.

                                  III. Los factores abióticos y bióticos influyen en la estructura y dinámica de los biomas acuáticos.

                                    1. Los biomas son los principales tipos de asociaciones ecológicas que ocupan amplias regiones geográficas de tierra o agua.
                                    2. Los biomas acuáticos representan la mayor parte de la biosfera.
                                      1. Estos biomas están estratificados física y químicamente
                                        1. Hay suficiente luz para la fotosíntesis en la zona fótica superior.
                                        2. Poca luz penetra en la zona afótica inferior.
                                        3. En la parte inferior, el sustrato se llama zona bentónica.
                                          1. Está formado por arena y sedimentos orgánicos e inorgánicos.
                                          2. Está ocupado por comunidades de organismos llamados colectivamente bentos.
                                            1. Una fuente importante de alimento para el bentos es la materia orgánica muerta llamada detritus.
                                            1. En el océano y en la mayoría de los lagos, un estrato estrecho de cambio rápido de temperatura llamado termoclina separa la capa superior más uniformemente cálida de las aguas profundas más uniformemente frías.
                                            1. Los lagos son masas de agua estancadas que cubren miles de kilómetros cuadrados.
                                              1. Los lagos oligotróficos son pobres en nutrientes y generalmente ricos en oxígeno.
                                              2. Los lagos eutróficos son ricos en nutrientes y a menudo carecen de oxígeno si están cubiertos de hielo en invierno y en la zona más profunda durante el verano.
                                                1. La zona litoral son las aguas poco profundas y bien iluminadas cerca de la costa.
                                                2. La zona limnética está más alejada de la costa y es demasiado profunda para soportar plantas acuáticas enraizadas.
                                                      1. La característica física más destacada de los arroyos y ríos es la corriente
                                                        1. Los arroyos de cabecera son generalmente fríos, claros, turbulentos y rápidos.
                                                        2. Los ríos son generalmente más cálidos y turbios, ya que transportan más sedimentos que sus cabeceras.
                                                        1. Tienen patrones de flujo muy complejos.
                                                        1. Un arrecife de coral, que se forma en gran parte a partir de esqueletos de carbonato de calcio de los corales, se desarrolla durante mucho tiempo en las islas oceánicas.
                                                        1. Los organismos en la zona bentónica o abisal muy profunda están adaptados al frío continuo y a la presión del agua extremadamente alta.

                                                        IV. El clima determina en gran medida la distribución y estructura de los biomas terrestres.

                                                          1. Un climograma es un gráfico de la temperatura y la precipitación en una región en particular.
                                                          2. La estratificación vertical es una característica importante de los biomas terrestres
                                                            1. En muchos bosques, las capas consisten en el dosel superior, el estrato de árboles bajos, el sotobosque de arbustos, la capa de suelo de plantas herbáceas, el suelo del bosque y la capa de raíces.
                                                            2. Los biomas terrestres generalmente se clasifican entre sí, sin límites definidos
                                                              1. El área de intergradación se llama ecotono y puede ser ancha o estrecha.
                                                              1. En los bosques lluviosos tropicales, las precipitaciones son relativamente constantes, y en los bosques secos tropicales, las precipitaciones son altamente estacionales.
                                                                1. Los bosques tropicales están estratificados
                                                                1. La precipitación es baja y muy variable
                                                                2. La temperatura varía según la estación y todos los días.
                                                                1. Está dominado por arbustos y árboles pequeños, junto con una gran diversidad de pastos y hierbas.
                                                                1. Las plantas dominantes son gramíneas y herbáceas.
                                                                1. La precipitación varía de 30 a 70 cm, y las sequías periódicas son comunes.
                                                                2. Los árboles con cono dominan estos bosques
                                                                1. Una capa de suelo permanentemente congelada llamada permafrost generalmente evita la infiltración de agua.

                                                                Ch. 51 (Ecología del comportamiento)

                                                                I. La ecología del comportamiento amplía las observaciones del comportamiento animal al estudiar cómo se controla dicho comportamiento y cómo se desarrolla, evoluciona y contribuye a la supervivencia y al éxito reproductivo.

                                                                II. Los ecologistas del comportamiento distinguen entre las causas próximas y últimas del comportamiento.

                                                                  1. Los rasgos de comportamiento también son parte del fenotipo de un animal.
                                                                    1. Incluye actividad muscular y no muscular.
                                                                      1. Es todo lo que hace un animal y cómo lo hace.
                                                                      1. Estas son preguntas & quothow & quot
                                                                      1. Estas son preguntas de & quot por qué & quot
                                                                      1. Tindenbergen sugirió cuatro preguntas que deben responderse para comprender completamente cualquier comportamiento
                                                                        1. ¿Cuál es la base mecanicista del comportamiento, incluidos los mecanismos químicos, anatómicos y fisiológicos?
                                                                        2. ¿Cómo influye el desarrollo del animal, desde el cigoto hasta el individuo maduro, en el comportamiento?
                                                                        3. ¿Cuál es la historia evolutiva del comportamiento?
                                                                        4. ¿Cómo contribuye el comportamiento a la supervivencia y la reproducción?
                                                                        1. Un FAP se desencadena por un estímulo sensorial externo conocido como estímulo de signo
                                                                        1. Un período sensible es una fase limitada en el desarrollo de un animal que es el único momento en que se pueden aprender ciertos comportamientos.

                                                                        III. Muchos comportamientos tienen un fuerte componente genético.

                                                                          1. Los biólogos estudian las formas en que los genes y el medio ambiente influyen en el desarrollo de fenotipos conductuales.
                                                                            1. Naturaleza y educación
                                                                              1. Los comportamientos innatos son comportamientos que se fijan en el desarrollo y están bajo una fuerte influencia genética.
                                                                                1. Kinesis es un simple cambio en la actividad o la velocidad de giro.
                                                                                2. Los taxis son un movimiento orientado hacia o alejándose de algún estímulo.
                                                                                  1. Las truchas nadan o se orientan automáticamente hacia arriba, exhibiendo reotaxis.
                                                                                  2. La migración de aves está en parte bajo control genético.
                                                                                  1. Una señal es un comportamiento que provoca un cambio en el comportamiento de otro animal.
                                                                                  2. Es un elemento esencial de las interacciones entre individuos.
                                                                                  3. Muchos animales que se comunican a través de olores emiten sustancias químicas llamadas feromonas.
                                                                                    1. Suelen estar muy concentrados
                                                                                    1. La investigación ha revelado la base genética y neuronal para el apareamiento y el comportamiento parental de los ratones de campo machos de la pradera.

                                                                                    IV. El medio ambiente, al interactuar con la composición genética de un animal, influye en el desarrollo de comportamientos.

                                                                                      1. Los experimentos de laboratorio han demostrado que el tipo de alimento ingerido durante el desarrollo larvario influye fuertemente en la selección de pareja posterior por parte de las hembras de Drosophila mojavensis.
                                                                                      2. Los estudios de crianza cruzada de ratones de California y ratones de patas blancas han descubierto una influencia del entorno social en los comportamientos agresivos y parentales de los ratones.
                                                                                      3. El aprendizaje es la modificación del comportamiento en base a experiencias específicas.
                                                                                        1. El aprendizaje especial es la modificación de la conducta basada en la experiencia con la estructura especial del entorno.
                                                                                          1. Esto hace uso de puntos de referencia o indicadores de ubicación.
                                                                                          1. El condicionamiento clásico es un tipo de aprendizaje asociativo en el que un estímulo arbitrario se asocia con una recompensa o castigo.
                                                                                          2. El condicionamiento operante se llama aprendizaje de prueba y error.
                                                                                          1. El estudio de la cognición animal, llamado etología cognitiva, examina la conexión entre el sistema nervioso de un animal y su comportamiento.

                                                                                          V. Los rasgos de comportamiento pueden evolucionar por selección natural.

                                                                                            1. Cuando la variación del comportamiento dentro de una especie corresponde a la variación en las condiciones ambientales, puede ser evidencia de una evolución pasada.
                                                                                              1. Un ejemplo de variación genética en el comportamiento dentro de una especie es la bonita selección realizada por la culebra Thamnophis elegans.
                                                                                              2. La búsqueda de alimento es un comportamiento asociado con el reconocimiento, la búsqueda, la captura y el consumo de alimentos.
                                                                                              1. D. melangogaster que vive con una densidad de población baja siguió un camino de alimentación más corto que el de D. melanogaster que vive con una densidad de población alta

                                                                                              VI. La selección natural favorece los comportamientos que aumentan la supervivencia y el éxito reproductivo.

                                                                                                1. La teoría de la búsqueda de alimentos óptima establece que la selección natural debería favorecer un comportamiento de búsqueda que minimice los costos de búsqueda y maximice los beneficios.
                                                                                                2. La forma en que la elección de pareja mejora el éxito reproductivo varía, dependiendo del sistema de apareamiento de la especie.
                                                                                                  1. En el apareamiento promiscuo, no hay vínculos de pareja fuertes ni relaciones duraderas.
                                                                                                  2. En el apareamiento monógamo, un macho se aparea con una hembra
                                                                                                  3. En el apareamiento polígamo, un individuo de un sexo se aparea con varios del otro
                                                                                                    1. En la poligamia, un macho se aparea con muchas hembras
                                                                                                    2. En poliandria, una hembra se aparea con varios machos
                                                                                                    1. El comportamiento agonista es un concurso a menudo ritualizado que determina qué competidor obtiene acceso a un recurso, como comida o parejas.

                                                                                                    VII. El concepto de aptitud inclusiva puede explicar la mayor parte del comportamiento social altruista.

                                                                                                      1. En ocasiones, los animales se comportan de formas altruistas que reducen su aptitud individual pero aumentan la aptitud del receptor del comportamiento.
                                                                                                        1. Por ejemplo, si una ardilla ve acercarse a un depredador, la ardilla emite una alarma, alertando a las personas inconscientes pero aumentando el riesgo para sí misma.
                                                                                                        2. Este comportamiento puede explicarse por el concepto de aptitud inclusiva.
                                                                                                          1. Es el efecto total que tiene un individuo sobre la proliferación de sus genes al producir su propia descendencia y al proporcionar ayuda que permite a otros parientes cercanos producir descendencia.
                                                                                                          1. La regla de Hamilton establece que rB & ampgt C
                                                                                                          1. La copia de la elección masculina es un comportamiento en el que los individuos de una población copian la elección de pareja de los demás.
                                                                                                          2. La cultura humana está relacionada con la teoría evolutiva en la disciplina de la sociobiología, cuya principal premisa es que existen ciertas características de comportamiento porque son expresiones de genes que han sido perpetuados por selección natural.

                                                                                                          Ch. 52

                                                                                                          I. La ecología de la población es el estudio de las poblaciones en relación con el medio ambiente, incluidas las influencias ambientales en la densidad y distribución de la población.

                                                                                                          II. Los procesos biológicos dinámicos influyen en la densidad, dispersión y demografía de la población.

                                                                                                            1. La densidad de población, el número de individuos por área o volumen, resulta de la combinación de nacimientos, muertes, inmigración y emigración.
                                                                                                            2. La dispersión es el patrón de espaciamiento entre individuos dentro de los límites de la población.
                                                                                                              1. Los factores ambientales y sociales influyen en el espaciamiento de los individuos.
                                                                                                                1. En patrones agrupados, los individuos se agregan en parches
                                                                                                                2. En patrones uniformes, los individuos están espaciados uniformemente
                                                                                                                  1. Los animales a menudo exhiben una dispersión uniforme como resultado de interacciones sociales antagónicas, como la territorialidad, la defensa de un espacio físico delimitado contra la invasión de otros individuos.
                                                                                                                  1. Esto ocurre en ausencia de una fuerte atracción o repulsión entre los individuos de una población.
                                                                                                                  1. La inmigración es la afluencia de nuevas personas de otras áreas.
                                                                                                                  2. La emigración es el movimiento de individuos fuera de una población.
                                                                                                                  1. De particular interés para los demógrafos son las tasas de natalidad y cómo varían entre las personas y las tasas de mortalidad.
                                                                                                                  2. Las tablas de vida son resúmenes específicos por edad del patrón de supervivencia de una población.
                                                                                                                    1. La mejor manera de construir uno es seguir el destino de una cohorte, un grupo de individuos de la misma edad, desde el nacimiento hasta que todos mueren.
                                                                                                                    2. Una curva de supervivencia es un gráfico de la proporción o el número de una cohorte que aún vive en cada edad.
                                                                                                                      1. Curvas de supervivencia idealizadas:
                                                                                                                        1. La curva de tipo I es plana al principio, lo que refleja las bajas tasas de mortalidad durante la vida temprana y la mediana edad, luego desciende abruptamente a medida que aumentan las tasas de mortalidad entre los grupos de mayor edad
                                                                                                                                  1. Las curvas de tipo II son intermedias, con una tasa de muerte constante a lo largo de la vida del organismo.
                                                                                                                                  2. La curva de tipo III desciende bruscamente al principio, lo que refleja tasas de muerte muy altas para los jóvenes, pero se aplana a medida que las tasas de mortalidad disminuyen para aquellos individuos que han sobrevivido a una edad crítica.

                                                                                                                                  III. Los rasgos que afectan el programa de reproducción y supervivencia de un organismo desde el nacimiento hasta la reproducción y la muerte constituyen su historia de vida.

                                                                                                                                    1. Son resultados evolutivos reflejados en el desarrollo, fisiología y comportamiento de un organismo.
                                                                                                                                    2. Los organismos semilleros se reproducen una sola vez y mueren.
                                                                                                                                      1. Cuando la tasa de supervivencia de la descendencia es baja, como en entornos muy variables o impredecibles, esto se ve favorecido.
                                                                                                                                      1. Cuando los entornos son confiables y donde la competencia por los recursos puede ser intensa, esto se ve favorecido.

                                                                                                                                      IV. El modelo exponencial describe el crecimiento de la población en un entorno idealizado e ilimitado.

                                                                                                                                        1. La tasa de natalidad per cápita (b) es el número de descendientes producidos por unidad de tiempo por un miembro promedio de la población.
                                                                                                                                        2. La tasa de mortalidad per cápita (m) es el número de individuos de una población que mueren por unidad de tiempo.
                                                                                                                                        3. La tasa de aumento per cápita (r), o la tasa de crecimiento de una población, es igual a la tasa de natalidad menos la tasa de mortalidad.
                                                                                                                                          1. R = b - m
                                                                                                                                          2. El crecimiento ocurre cuando r & ampgt0 y el declive ocurre cuando r & amplt0
                                                                                                                                          3. El crecimiento poblacional cero ocurre cuando las tasas de natalidad y mortalidad per cápita son iguales (r = 0)
                                                                                                                                          1. En estas condiciones, la tasa de aumento per cápita puede asumir la tasa máxima para la especie, llamada tasa intrínseca de aumento y denotada como rmax.
                                                                                                                                          2. La ecuación de crecimiento exponencial dN / dt = rmaxN representa el crecimiento potencial de una población en un entorno ilimitado. dN denota cambio en la población, mientras que dt denota cambio en el tiempo

                                                                                                                                          V. El modelo de crecimiento logístico incluye el concepto de capacidad de carga.

                                                                                                                                            1. La capacidad de carga (K) es el tamaño máximo de población que puede soportar un entorno particular.
                                                                                                                                              1. No es fijo, sino que varía en el espacio y el tiempo con la abundancia de recursos limitantes.
                                                                                                                                              1. Un modelo de población más realista limita el crecimiento al incorporar capacidad de carga
                                                                                                                                              2. De acuerdo con la ecuación logística dN / dt = rmaxN (K - N) / K, el crecimiento se estabiliza a medida que el tamaño de la población se acerca a la capacidad de carga.
                                                                                                                                                1. El modelo logístico se ajusta a pocas poblaciones reales, pero es útil para estimar el posible crecimiento.
                                                                                                                                                2. La selección K es una selección dependiente de la densidad
                                                                                                                                                3. r-selection es una selección independiente de la densidad

                                                                                                                                                VI. Las poblaciones están reguladas por una compleja interacción de influencias bióticas y abióticas.

                                                                                                                                                  1. En la regulación de la población dependiente de la densidad, las tasas de mortalidad aumentan y las tasas de natalidad disminuyen al aumentar la densidad
                                                                                                                                                  2. En la regulación independiente de la densidad, las tasas de natalidad y mortalidad no cambian al aumentar la densidad.
                                                                                                                                                  3. Los cambios dependientes de la densidad en las tasas de natalidad y mortalidad frenan el aumento de la población a través de la retroalimentación negativa y pueden estabilizar una población cerca de su capacidad de carga.
                                                                                                                                                    1. Los factores limitantes incluyen la competencia intraespecífica por comida o espacio limitado, mayor depredación, enfermedades, estrés debido al hacinamiento y acumulación de toxinas.
                                                                                                                                                    2. Debido a que las condiciones ambientales cambiantes las alteran periódicamente, todas las poblaciones exhiben algunas fluctuaciones de tamaño.
                                                                                                                                                    1. La inmigración y la emigración influyen más en las poblaciones cuando se vincula un grupo de poblaciones, formando una metapoblación.

                                                                                                                                                    VII. El crecimiento de la población humana se ha desacelerado después de siglos de aumento exponencial

                                                                                                                                                      1. Desde 1650, la población humana mundial ha crecido exponencialmente, pero en los últimos 40 años, la tasa de crecimiento se ha reducido en casi un 50%.
                                                                                                                                                        1. Currently the global population numbers over 6 billion
                                                                                                                                                        2. It is increasing by about 73 million each year
                                                                                                                                                        3. Two possible configurations for a stable population are:
                                                                                                                                                          1. Zero population growth = high birth rate - high death rate
                                                                                                                                                          2. Zero population growth = low birth rate - low death rate
                                                                                                                                                            1. The movement toward the second state is called the demographic transition
                                                                                                                                                              1. Differences in age structure show that while some nations are growing rapidly, others are stable or declining in size.
                                                                                                                                                                1. One important demographic variable in present and future growth trends is a country's age structure, the relative number of individuals of each age
                                                                                                                                                                2. Infant mortality is the number of infant deaths per 1000 live births and life expectancy at birth, the predicted average length of life at birth, vary widely among human populations
                                                                                                                                                                1. The ecological capacity is the actual resource base of each country
                                                                                                                                                                  1. The U.S. is already above carrying capacity

                                                                                                                                                                  Ch. 53 (Community Ecology)

                                                                                                                                                                  I. A community is an assemblage of populations of various species living close enough for potential interaction is called a biological community.

                                                                                                                                                                  II. A community's interactions include competition, predation, herbivory, symbiosis, and disease.

                                                                                                                                                                    1. Populations are linked by interspecific interactions that affect the survival and reproduction of the species engaged in the interaction.
                                                                                                                                                                      1. Interspecific competition occurs when species compete for a particular resource that is in short supply.
                                                                                                                                                                        1. Strong competition can lead to the local elimination of one of the two competing species, a process called competitive exclusion
                                                                                                                                                                        1. The niche concept can be used to restate the competitive exclusion principles into "two species cannot coexist in a community if their niches are identical"
                                                                                                                                                                        2. The differentiation of niches that enables similar species to coexist in a community is called resource partitioning
                                                                                                                                                                          1. The tendency for characteristics to be more divergent in sympatric (geographically overlapping) populations of two species than in allopatric (geographically separate) populations of the same two species is called character displacement
                                                                                                                                                                          1. Cryptic coloration, or camouflage, makes prey difficult to spot and is a morphological and physiological defensive adaptation.
                                                                                                                                                                          2. Animals with effective chemical defenses often exhibit bright warning coloration, or aposematic coloration.
                                                                                                                                                                          3. Mimicry is another example of defensive adaptations
                                                                                                                                                                            1. In Batesian mimicry, a palatable or harmless species mimics an unpalatable or harmful model
                                                                                                                                                                            2. In Mullerian mimicry, two or more unpalatable species resemble each other
                                                                                                                                                                            1. Parasites that live within the body of their host are called endoparasites
                                                                                                                                                                            2. Parasites that feed on the external surface of a host are called ectoparasites
                                                                                                                                                                            3. In parasitoidism, insects lay eggs on or in living hosts
                                                                                                                                                                            1. There are few cases of pure commensalisms.
                                                                                                                                                                            1. Coevolution is reciprocal evolutionary adaptations of two interacting species
                                                                                                                                                                              1. This linkage of adaptations requires that genetic change in one of the interacting populations of the two species be tied to genetic change in the other population.

                                                                                                                                                                              III. Dominant and keystone species exert strong controls on community structure.

                                                                                                                                                                                1. The species diversity, which is the variety of different kinds of organisms that make up the community, has two components
                                                                                                                                                                                  1. Species richness is the total number of different species in the community
                                                                                                                                                                                  2. Relative abundance is the proportion each species represents of the total individuals in the community
                                                                                                                                                                                    1. A community with an even species abundance is more diverse than one in which one or two species are abundant and the remainder rare.
                                                                                                                                                                                    1. Food chains link the trophic levels from producers to top carnivores.
                                                                                                                                                                                      1. A chain is comprised of several trophic levels:
                                                                                                                                                                                        1. Photosynthetic organisms (primary producers)
                                                                                                                                                                                        2. Herbivores (primary consumers)
                                                                                                                                                                                        3. Carnivores (secondary and tertiary consumers)
                                                                                                                                                                                        4. Descomponedores
                                                                                                                                                                                        1. The energetic hypothesis suggests that the length of a food chain is limited by the inefficiency of energy transfer along the chain and predicts that food chains should be relatively longer in habitats of higher photosynthetic productivity
                                                                                                                                                                                        2. The dynamic stability hypothesis proposes that long food chains are less stable than short chains and predicts that food chains should be shorter in unpredictable environments
                                                                                                                                                                                          1. Dominant species and keystone species exert strong controls on community structure.
                                                                                                                                                                                            1. Dominant species are the most abundant species in a community, and their dominance is achieved by having high competitive ability.
                                                                                                                                                                                              1. They have the highest biomass, which is the total mass of all individuals in a population
                                                                                                                                                                                              2. Invasive species, species that take hold outside their native range can attain high biomass in environments lacking their natural predators and pathogens.
                                                                                                                                                                                              1. Ecosystem engineers, also called foundation species, exert influence on community structure through their effects on the physical environment.
                                                                                                                                                                                                1. By altering the structure or dynamics of the environment, foundation species act as facilitators that have positive effects on the survival and reproduction of some of the other species in the community
                                                                                                                                                                                                1. Because many freshwater lake communities seem to be structured according to this model, ecologists have a potential means of improving water quality
                                                                                                                                                                                                  1. This strategy, called biomanipulation, changes the abundance of the top consumer so that other organisms lower down the trophic food chain can clear the pollution

                                                                                                                                                                                                  IV. Disturbance influences species diversity and composition.

                                                                                                                                                                                                    1. Evidence suggests that disturbance and nonequilibrium rather than stability and equilibrium are the norm for most communities
                                                                                                                                                                                                      1. The nonequilibrium model describes communities as constantly changing after being buffeted by disturbances
                                                                                                                                                                                                        1. Ecological succession is the sequence of community and ecosystem changes after a disturbance.
                                                                                                                                                                                                          1. Primary succession occurs where no soil exists when succession begins.
                                                                                                                                                                                                          2. Secondary succession begins in an area where soil remains after a disturbance.
                                                                                                                                                                                                          3. Mechanisms producing community change during succession include facilitation and inhibition.
                                                                                                                                                                                                            1. Early arrivals may facilitate the appearance of the later species by increasing the fertility of the soil
                                                                                                                                                                                                            2. Early arrivals may inhibit the appearance of the later species
                                                                                                                                                                                                            3. Early arrivals may be completely independent of the later of the later species, which tolerate conditions created

                                                                                                                                                                                                            V. Biogeographic factors affect community biodiversity.

                                                                                                                                                                                                              1. Species richness generally declines along an equatorial polar gradient and is especially great in the tropics.
                                                                                                                                                                                                                1. Climate is likely the primary cause of the latitudinal gradient in biodiversity
                                                                                                                                                                                                                  1. A community's rate of evapotranspiration is the evaporation of water from soil plus the transpiration of water from plants
                                                                                                                                                                                                                    1. Actual evapotranspiration is determined by the amount of solar radiation, temperature, and water availability
                                                                                                                                                                                                                    2. Potential evapotranspiration is a measure of energy availability but not water availability and is determined by the amount of solar radiation and temperature
                                                                                                                                                                                                                    1. Species richness on islands depends on island size and distance from the mainland.
                                                                                                                                                                                                                      1. The equilibrium model of island biogeography maintains that species richness on an ecological island levels off at some dynamic equilibrium point, where new immigrations are balanced by extinctions.

                                                                                                                                                                                                                      VI. Contrasting views of community structure are the subject of continuing debate.

                                                                                                                                                                                                                        1. The integrated hypothesis states that the species within a community are locked into particular biotic interactions.
                                                                                                                                                                                                                          1. The rivet model suggests that all the species in a community are linked together in a tight web of interactions, so that the loss of even a single species has strong repercussions for the community.
                                                                                                                                                                                                                          1. The redundancy model proposes that most of the species in a community are not tightly associated with one another and that if a species is lost from a community, other species will fill the gap.

                                                                                                                                                                                                                          Ch. 54 (Ecosystems)

                                                                                                                                                                                                                          I. Ecosystem ecology emphasizes energy flow and chemical cycling.

                                                                                                                                                                                                                            1. An ecosystem consists of all the organisms in a community and all the abiotic factors with which they interact.
                                                                                                                                                                                                                            2. The laws of physics and chemistry apply to ecosystems, particularly in regard to the flow of energy.
                                                                                                                                                                                                                              1. The principle of conservation of energy states that energy cannot be created or destroyed but only transformed
                                                                                                                                                                                                                              2. The second law of thermodynamics is that energy conversions cannot be completely efficient, as some energy is always lost as heat in any conversion process
                                                                                                                                                                                                                                1. Energy flows through an ecosystem, entering as light and exiting as heat
                                                                                                                                                                                                                                2. Nutrients cycle within an ecosystem
                                                                                                                                                                                                                                1. Primary producers are the trophic level that ultimately supports all others (autotrophs)
                                                                                                                                                                                                                                  1. Primary consumers (herbivores that eat autotrophs)
                                                                                                                                                                                                                                  2. Secondary consumers (carnivores that eat herbivores)
                                                                                                                                                                                                                                  3. Tertiary consumers (carnivores that eat carnivores)
                                                                                                                                                                                                                                  1. Detrivores, or decomposers, mainly bacteria and fungi, recycle essential chemical elements by decomposing detritus, which is dead organic material, and returning elements to inorganic reservoirs.

                                                                                                                                                                                                                                  II. Physical and chemical factors limit primary production in ecosystems.

                                                                                                                                                                                                                                    1. The energy assimilated during photosynthesis is a tiny fraction of the solar radiation reaching earth, but primary production sets the spending limit for the global energy budget.
                                                                                                                                                                                                                                      1. Primary production is the amount of light energy converted to chemical energy by autotrophs during a given time period
                                                                                                                                                                                                                                        1. Gross primary production is the total energy assimilated by an ecosystem in a given time period.
                                                                                                                                                                                                                                        2. Net primary production, the energy accumulated in autotroph biomass, equals gross primary production minus the energy used by the primary producers for respiration.
                                                                                                                                                                                                                                        1. net primary production per unit area is relatively low
                                                                                                                                                                                                                                          1. In marine and freshwater ecosystems, light and nutrients limit primary production.
                                                                                                                                                                                                                                            1. A limiting nutrient is the element that must be added in order for production to increase in a particular area
                                                                                                                                                                                                                                              1. Within the photic zone, the factor that most often limits primary production is a nutrient such as nitrogen, phosphorus or iron.
                                                                                                                                                                                                                                              1. A soil nutrient is often the limiting factor in primary production.

                                                                                                                                                                                                                                              III. Energy transfer between trophic levels is usually less than 20% efficient.

                                                                                                                                                                                                                                                1. Net secondary production is the energy stored in biomass represented by growth and reproduction.
                                                                                                                                                                                                                                                  1. Production efficiency is the fraction of energy stored in food that is not used for respiration
                                                                                                                                                                                                                                                  1. The percentage of energy transferred from one trophic level to the next, called trophic efficiency, is generally 5-20%.
                                                                                                                                                                                                                                                  1. Plants have defenses against herbivores
                                                                                                                                                                                                                                                  2. Nutrients, not energy supply, usually limit herbivores
                                                                                                                                                                                                                                                  3. Abiotic factors limit herbivores
                                                                                                                                                                                                                                                  4. Intraspecific competition can limit herbivore numbers
                                                                                                                                                                                                                                                  5. Interspecific interactions keep herbivore densities in check

                                                                                                                                                                                                                                                  IV. Biological and geochemical processes move nutrients between organic and inorganic parts of the ecosystem.

                                                                                                                                                                                                                                                    1. Gaseous forms of carbon, oxygen, sulfur, and nitrogen occur in the atmosphere and cycle globally.
                                                                                                                                                                                                                                                    2. Other less mobile elements, including phosphorus, potassium, and calcium, cycle on a more localized scale, at least over the short term.
                                                                                                                                                                                                                                                      1. Biogeochemical cycles:
                                                                                                                                                                                                                                                        1. Water moves in a global cycle driven by solar energy.
                                                                                                                                                                                                                                                        2. The carbon cycle primarily reflects the reciprocal processes of photosynthesis and cellular respiration.
                                                                                                                                                                                                                                                        3. Nitrogen enters ecosystems through atmospheric deposition and nitrogen fixation by prokaryotes, but most of the nitrogen cycling in natural ecosystems involves local cycles between organisms and soil or water.

                                                                                                                                                                                                                                                        V. The human population is disrupting chemical cycles throughout the biosphere

                                                                                                                                                                                                                                                          1. Agriculture constantly removes nutrients from ecosystems, so large supplements are continually required.
                                                                                                                                                                                                                                                            1. Considerable amounts of the nutrients in fertilizer pollute groundwater and surface-water aquatic ecosystems, where they can stimulate excess algal growth, a process called cultural eutrophication.
                                                                                                                                                                                                                                                            2. Critical load is the amount of added nutrient that can be absorbed by plants without damaging ecosystem integrity
                                                                                                                                                                                                                                                            1. North American and European ecosystems downwind from industrial regions have been damaged by rain and snow containing nitric acid and sulfuric acid.
                                                                                                                                                                                                                                                            1. The release of toxic wastes has polluted the environment with harmful substances that often persist for long periods of time and become concentrated along the food chain by biological magnification.
                                                                                                                                                                                                                                                            1. The ultimate effects may include significant warming and other climate change due to the greenhouse effect
                                                                                                                                                                                                                                                              1. The process by which carbon dioxide and water vapor in the atmosphere intercept and absorb much of the reflected infrared radiation from the sun, re-reflecting some of it back toward Earth, resulting in the retention of some of the solar heat, is called the greenhouse effect
                                                                                                                                                                                                                                                              1. Human activities, including release of chlorine containing pollutants, are eroding the ozone layer, with dangerous results.

                                                                                                                                                                                                                                                              Ch. 55 (Conservation Biology and Restoration Ecology)

                                                                                                                                                                                                                                                              I. Conservation biology integrates ecology, physiology, molecular biology, genetics, and evolutionary biology to conserve biological diversity at all levels.

                                                                                                                                                                                                                                                              II. Restoration ecology applies ecological principles in an effort to return degraded ecosystem to conditions as similar as possible to their natural predegraded state.

                                                                                                                                                                                                                                                              III. Human activities threaten Earth's biodiversity.

                                                                                                                                                                                                                                                                1. Biodiversity consists of the varied ecosystems in the biosphere, the species richness within those ecosystems, and the genetic variation within and among populations of each species.
                                                                                                                                                                                                                                                                  1. The U.S. Endangered Species Act defines an endangered species as one that is in danger of extinction throughout all or a significant portion of its range
                                                                                                                                                                                                                                                                  2. Threatened species are those thatare considered likely to become endangered in the foreseeable future
                                                                                                                                                                                                                                                                  1. Ecosystem services encompass all the processes through which natural ecosystems and the species they contain help sustain human life on earth.
                                                                                                                                                                                                                                                                    1. Some ecosystem services:
                                                                                                                                                                                                                                                                      1. Purification of air and water
                                                                                                                                                                                                                                                                      2. Reduction of the severity of droughts and floods
                                                                                                                                                                                                                                                                      3. Generation and preservation of fertile soils
                                                                                                                                                                                                                                                                      4. Detoxification and decompositions of wastes
                                                                                                                                                                                                                                                                      1. Habitat destruction is the single greatest threat to biodiversity throughout the biosphere
                                                                                                                                                                                                                                                                      2. Introduced species, also called invasive, nonnative, or exotic species
                                                                                                                                                                                                                                                                      3. Overexploitation refers generally to the human harvesting of wild plants or animals at rates exceeding the ability of populations
                                                                                                                                                                                                                                                                      4. Disruption of interaction networks

                                                                                                                                                                                                                                                                      IV. Population conservation focuses on population size, genetic diversity, and critical habitat.

                                                                                                                                                                                                                                                                        1. Conservation biologists who adopt the small population approach study the processes that can cause very small populations finally to become extinct
                                                                                                                                                                                                                                                                        2. When a population drops below a minimum viable population (MVP) size, its loss of genetic variation due to nonrandom mating and genetic drift can trap it in an extinction vortex.
                                                                                                                                                                                                                                                                          1. The minimum viable population of a population is factored into what is called a population viability analysis, the objective of which is to reasonably predict a population's chances for survival
                                                                                                                                                                                                                                                                          2. A meaningful estimate of MVP requires the researcher to determine the effective population size, which is based on the breeding potential of the population.
                                                                                                                                                                                                                                                                          1. Steps for analyzing declining populations and determining interventions are useful even in complex cases:
                                                                                                                                                                                                                                                                            1. Asses population trends and distribution to confirm that the species is presently in decline or that it was formerly more widely distributed or more abundant
                                                                                                                                                                                                                                                                            2. Study the natural history of this and related species, including reviewing the research literature, to determine the species' environmental requirements
                                                                                                                                                                                                                                                                            3. Develop hypotheses for all possible causes of the decline, including human activities and natural events, and list the predictions of each hypothesis
                                                                                                                                                                                                                                                                            4. Because many factors may be correlated with the decline, test the most likely hypothesis first.
                                                                                                                                                                                                                                                                            5. Apply the results of the diagnosis to management of the threatened species and monitor recovery

                                                                                                                                                                                                                                                                            V. Landscape and regional conservation aim to sustain entire biotas.

                                                                                                                                                                                                                                                                              1. One goal of landscape ecology is to understand past, present, and future patterns of landscape use and to make biodiversity conservation part of land-use planning
                                                                                                                                                                                                                                                                              2. The structure of a landscape can strongly influence biodiversity.
                                                                                                                                                                                                                                                                                1. As habitat fragmentation increases and edges become more extensive, biodiversity tends to increase.
                                                                                                                                                                                                                                                                                2. Movement corridors can promote dispersal and help sustain populations.
                                                                                                                                                                                                                                                                                  1. a movement corridor is a narrow strip or series of small clumps of quality habitat connecting otherwise isolated patches
                                                                                                                                                                                                                                                                                  1. Sustaining biodiversity in parks and reserves requires management to ensure that human activities in the surrounding landscape do not harm the protected habitats.
                                                                                                                                                                                                                                                                                  2. The zoned reserve model recognizes that conservation efforts often involve working in landscapes that are largely human dominated.
                                                                                                                                                                                                                                                                                    1. A zoned reserve is an extensive region of land that includes one or more areas undisturbed by humans surrounded by lands that have been changed by human activity and are used for economic gain

                                                                                                                                                                                                                                                                                    VI. Restoration ecology attempts to restore degraded ecosystems to a more natural state.

                                                                                                                                                                                                                                                                                      1. In bioremediation, restoration ecologists are harnessing living organisms to detoxify polluted ecosystems.
                                                                                                                                                                                                                                                                                      2. In biological augmentation, ecologists also use organisms to add essential materials to ecosystems.
                                                                                                                                                                                                                                                                                      3. The newness and complexity of restoration ecology require scientists to consider alternative solutions and adjust approaches based on experience.

                                                                                                                                                                                                                                                                                      VII. Sustainable development seeks to improve the human condition while conserving biodiversity.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        1. The goal of the Sustainable Biosphere Initiative is to acquire the ecological information needed for the development, management, and conservation of Earth's resources.
                                                                                                                                                                                                                                                                                        2. Costa Rica's success in conserving tropical biodiversity has involved partnerships between government, other organizations, and private citizens.
                                                                                                                                                                                                                                                                                        3. Our innate sense of connection to nature may eventually motivate a realignment of our environmental priorities.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        Concept checks

                                                                                                                                                                                                                                                                                        Ch. 50

                                                                                                                                                                                                                                                                                        Concept 50.1

                                                                                                                                                                                                                                                                                        1. Ecology is the scientific study of the interactions between organisms and the environment, whereas environmentalism is advocating for the protection or preservation of the natural environment. Ecology provides the understanding necessary to address environmental problems.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        2. An event that occurs on the ecological time scale can affect events that occur on an evolutionary time scale by altering the gene pool of organisms.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        3. In population ecology, an ecologist might study the distribution and abundance of red kangaroos in Australia. In community ecology, an ecologist might study changes in which plant species are most abundant in a forest following a wildfire.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        Concept 50.2

                                                                                                                                                                                                                                                                                        1. Human actions that could expand a species' distribution by changing its dispersal would be the transplanting of species. Human actions that could expand a species' distribution by changing its biotic interactions would be the removal or predators or the addition of prey.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        2. The sun's unequal heating of Earth's surface influence global climate patterns by distributing heat unevenly across the earth, resulting in varying temperatures and amount of light. In addition to that, it could initiate a global pattern of air circulation and precipitation.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        Concept 50.3

                                                                                                                                                                                                                                                                                        1. Stoneflies are more likely to live in oligotrophic lakes, due to the high concentrations of oxygen.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        2. Phytoplankton, and not benthic algae or rooted aquatic plants, are the dominant photosynthetic organisms of the oceanic pelagic biome because the benthic zone is too deep for light to effectively reach, resulting in a lower or absent rate of photosynthesis in the benthic zone.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        1. Deserts typically have a higher annual average temperature than dry tundra.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        2. The natural biome in which I live is a desert. The temperature varies, ranging from very hot at noon to very cold at night. There are a variety of animals and plants, but most of the plants are dry and there is not an abundance of them. However, these do not reflect my actual surroundings, as I live in house, which maintains an environment separate from the outside environment.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        Ch. 51

                                                                                                                                                                                                                                                                                        Concept 51.1

                                                                                                                                                                                                                                                                                        1. How does the squirrel make that brief, loud call? (proximate) How does development influence this call? (proximate) Why does the squirrel make the sound? (ultimate) Why does this increase the squirrels' survival and fitness? (ultimate)

                                                                                                                                                                                                                                                                                        2. This behavior is an example of fixed action pattern. A proximate explanation is that the rolling of the egg acts as a sign stimulus that causes the mother to nudge the egg back into the nest. An ultimate explanation is that it will increase the specie's fitness, if more offspring survive.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        Concept 51.2

                                                                                                                                                                                                                                                                                        1. Both nature and nurture have great influence on thee development of behaviors, and neither exerts dominance over the other as they work in unison.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        2. An example of how researchers study whether a particular behavior has a strong genetic component is the lacewing species experiment. Scientists took two morphologically identical species of lacewings that sing different courtship songs and cross-bred them. The hybrid offspring sung a song similar to both parents, suggesting that the songs are under genetic control.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        Concept 51.3

                                                                                                                                                                                                                                                                                        1. Cognitive maps can increase an animal's capacity to learn spatial relationships by allowing animals to develop an internal representation of the spatial relationships between objects in the animal's surrounding.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        2. Three ways in which an animal's environment can influence the development of its behavior are its diet, society, and learning.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        3. Associative learning might explain why unrelated distasteful or stinging insects because due to learning, predators would avoid insects with the colors associated with bad taste or a sting. Natural selection would favor those insects with those colors, while other insects would be eaten, even though they themselves have a bad taste or sting, because predators did not form the association.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        Concept 51.4

                                                                                                                                                                                                                                                                                        1. Geographic variation in garter snake foraging behavior might demonstrate that the behavior evolved by natural selection because depending on food availability, natural selection would select for individuals that utilized the available food. In coastal regions, where banana slugs were available, natural selection would select for snakes that would eat the slugs.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        2. Hedrick and Riechert examined behavioral variation between populations of both laboratory-raised spiders and wild ones to show that their differences in aggressiveness are due to genetic differences between the populations, and not the environment alone.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        3. The conclusions that Berhold and his colleagues drew from their studies of blackcap migratory patterns are that migratory orientation in blackcaps has a genetic basis, since laboratory-raised offspring of both British and German blackcaps showed different migratory orientations.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        Concept 51.5

                                                                                                                                                                                                                                                                                        1. Male parental care is more likely to evolve among species with external fertilization than among species with internal fertilization because certainty of paternity is higher with external fertilization.

                                                                                                                                                                                                                                                                                        2. Optimal foraging theory explains why mule deer spend more time foragi

                                                                                                                                                                                                                                                                                        Request Removal

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