La ecología genética es el estudio de la estabilidad y expresión de material genético variable dentro de los medios abióticos. [1] Por lo general, los datos genéticos no se consideran fuera de ningún organismo, a excepción de los criminales y los forenses. Sin embargo, el material genético tiene la capacidad de ser absorbido por varios organismos que existen dentro de un medio abiótico a través de las transformaciones naturales que pueden ocurrir. [2] Por lo tanto, este campo de estudio se centra en la interacción, el intercambio y la expresión de material genético que puede no ser compartido por las especies si no hubieran estado en el mismo entorno.
Historia [ editar ]
EB Ford fue el primer genetista en comenzar a trabajar en este campo de estudio. EB Ford trabajó principalmente durante la década de 1950 y es muy conocido por su trabajo con Maniola jurtina y publicó un libro titulado Ecological Genetics en 1975. [3] [4] Este tipo de estudio biológico evolutivo solo fue posible después de que se diseñó la electroforesis en gel en 1937 . [5] Antes de esto, no existía un método de alto rendimiento para el análisis de ADN. Este campo de estudio comenzó a ser más popular después de la década de 1980 con el desarrollo de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR 1985) y la electroforesis en gel de poliacrilamida (p. 1967). [6] [7]Con esta tecnología, los segmentos de ADN podrían secuenciarse, amplificarse y producirse proteínas mediante transformaciones bacterianas. El material genético junto con las proteínas podría analizarse y podrían crearse árboles filogenéticos más correctos.
Desde la investigación de EB Ford, muchos otros ecologistas genéticos han seguido estudiando en el campo de la ecología genética, como PT Hanford [8], Alina von Thaden, [9] y muchos otros. [10] [11] [12] [13] [14]
La transferencia de genes [ editar ]
La información genética puede transferirse a través de un ecosistema de múltiples maneras. El primero de los cuales, en la escala más pequeña, es la transferencia de genes bacterianos (ver transformaciones bacterianas ). Las bacterias tienen la capacidad de intercambiar ADN. Este intercambio de ADN, o transferencia de genes horizontal , puede proporcionar a varias especies de bacterias la información genética que necesitan para sobrevivir en un entorno. [15] Esto puede ayudar a muchas especies bacterianas a sobrevivir dentro de un ambiente.
Un evento similar tiene la capacidad de ocurrir entre plantas y bacterias. Por ejemplo, Agrobacterium tumefaciens tiene la capacidad de introducir genes en las plantas para causar el desarrollo de la enfermedad de Gall. Esto ocurre a través de la transferencia genética entre A. tumefaciens y entre la planta en cuestión. [dieciséis]
De hecho, un evento similar ocurre cada vez que ocurren infecciones virales dentro de organismos vivos. Los virus , ya sean positivos o negativos, requieren que un organismo vivo replique sus genes y produzca más virus. Una vez que un virus está dentro de un organismo vivo, utiliza polimerasas, ribosomas y otras biomoléculas para replicar su propio material genético y producir más material genético del virus similar al virus original. [17] Por lo tanto, la transferencia de genes puede ocurrir a través de muchos medios diferentes. Por lo tanto, el estudio de esta transferencia de genes a través de cada ecosistema, ya sea a través de un ecosistema bacteriano o a través del ecosistema de un organismo, la ecología genética es el estudio de esta transferencia de genes y sus causas.
La ecología del suelo es el estudio de las interacciones entre la biología del suelo y entre los aspectos bióticos y abióticos del entorno del suelo . [1] Está especialmente preocupado por el ciclo de nutrientes , la formación y la estabilización de la estructura de los poros , la propagación y la vitalidad de los patógenos y la biodiversidad de esta rica comunidad biológica .
Descripción general [ editar ]
El suelo está formado por una multitud de entidades físicas , químicas y biológicas , con muchas interacciones que ocurren entre ellas. El suelo es una mezcla variable de minerales rotos y degradados y materia orgánica en descomposición. Junto con las cantidades adecuadas de aire y agua, suministra, en parte, el sustento para las plantas, así como el soporte mecánico.
La diversidad y abundancia de la vida del suelo supera la de cualquier otro ecosistema . El establecimiento, la competitividad y el crecimiento de las plantas se rigen en gran medida por la ecología subterránea, por lo que comprender este sistema es un componente esencial de las ciencias de las plantas y la ecología terrestre.
Características del ecosistema [ editar ]
- La humedad es un factor limitante importante en la tierra. Los organismos terrestres se enfrentan constantemente al problema de la deshidratación . La transpiración o evaporación del agua de las superficies de las plantas es un proceso de disipación de energía exclusivo del medio ambiente terrestre.
- Las variaciones de temperatura y los extremos son más pronunciados en el aire que en el medio acuoso.
- Por otro lado, la rápida circulación de aire en todo el globo da como resultado una mezcla fácil y un contenido notablemente constante de oxígeno y dióxido de carbono.
- Aunque el suelo ofrece un soporte sólido, el aire no lo hace. Los esqueletos de almacenamiento se han desarrollado tanto en plantas terrestres como en animales, y también en este último se han desarrollado medios especiales de locomoción.
- La tierra, a diferencia del océano, no es continua; Existen importantes barreras geográficas a la libre circulación.
- La naturaleza del sustrato, aunque importante en el agua, es especialmente vital en el medio ambiente terrestre. El suelo, no el aire, es la fuente de nutrientes altamente variables; Es un subsistema ecológico altamente desarrollado.
Red alimentaria del suelo [ editar ]
Una increíble diversidad de organismos conforman la red alimentaria del suelo . Varían en tamaño desde la más pequeña unicelulares bacterias , algas , hongos , y protozoos , a los más complejos nematodos y micro artrópodos , a lo visible lombrices de tierra , insectos , pequeños vertebrados y plantas . A medida que estos organismos comen, crecen y se mueven a través del suelo, hacen posible tener agua limpia, aire limpio, plantas saludables y un flujo de agua moderado.
Hay muchas maneras en que la red alimentaria del suelo es una parte integral de los procesos del paisaje. Los organismos del suelo descomponen los compuestos orgánicos, incluido el estiércol , los residuos de plantas y los pesticidas , evitando que entren al agua y se conviertan en contaminantes. Ellos secuestran nitrógeno y otros nutrientes que de otra manera podrían entrar al agua subterránea, y fijan el nitrógeno de la atmósfera, haciéndolo disponible para las plantas. Muchos organismos mejoran la agregación y la porosidad del suelo , lo que aumenta la infiltración y reduce la escorrentía superficial . Los organismos del suelo se aprovechan de las plagas de los cultivos y son alimentos para los animales sobre el suelo.
Investigación [ editar ]
Los intereses de investigación abarcan muchos aspectos de la ecología y microbiología del suelo . Fundamentalmente, los investigadores están interesados en comprender la interacción entre los microorganismos , la fauna y las plantas, los procesos biogeoquímicos que llevan a cabo y el entorno físico en el que se desarrollan sus actividades, y aplicar este conocimiento. Para abordar los problemas ambientales.
Ejemplos de proyectos de investigación son examinar la biogeoquímica y la ecología microbiana de los suelos de campo de drenaje séptico utilizados para tratar las aguas residuales domésticas , el papel de las lombrices de tierra anecic en el control del movimiento del ciclo del agua y el nitrógeno en los suelos agrícolas , y la evaluación de la calidad del suelo en la producción de césped. [2]
De particular interés a partir de 2006 es comprender los roles y funciones de los hongos micorrízicos arbusculares en los ecosistemas naturales. El efecto de las condiciones antrópicas del suelo sobre los hongos micorrízicos arbusculares, y la producción de glomalina por hongos micorrízicos arbusculares son de particular interés debido a su papel en el secuestro del dióxido de carbono atmosférico .
La ecología cuantitativa es la aplicación de herramientas matemáticas y estadísticas avanzadas a cualquier número de problemas en el campo de la ecología . Es un subcampo pequeño pero en crecimiento en ecología, que refleja la demanda entre los ecólogos practicantes para interpretar conjuntos de datos cada vez más grandes y complejos utilizando el razonamiento cuantitativo. Los ecólogos cuantitativos pueden aplicar una combinación de modelos matemáticos deterministas o estocásticos a preguntas teóricas o pueden usar métodos sofisticados en estadística aplicada para el diseño experimental y la prueba de hipótesis.. Los problemas típicos de la ecología cuantitativa incluyen la estimación de la dinámica y el estado de las poblaciones silvestres, la modelización de los impactos del cambio climático o antropogénico en las comunidades ecológicas y la predicción de la propagación de especies invasivas o brotes de enfermedades.
La ecología cuantitativa, que se centra principalmente en los métodos estadísticos y computacionales para abordar los problemas aplicados, es distinta de la ecología teórica que tiende a explorar el enfoque en la comprensión de la dinámica de los modelos mecanísticos simples y sus implicaciones para un conjunto general de sistemas biológicos utilizando argumentos matemáticos.
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