ECOLOGIA GENERAL Capítulo ILA ECOLOGIA, LOS CICLOS BIOGEOQUIMICOS –FLUJO DE LA ENERGIA CONCEPTO La palabra Ecología proviene de dos vocablos griegos : OIKOS, que significa "casa" y LOGOS que significa "estudio" La palabra Ecología fue propuesto por el alemán Ernest Haeckel en el año 1869 para conceptualizar las relaciones existentes entre los seres vivos y su ambiente. La Ecología es la ciencia que estudia las relaciones entre los seres vivos y su ambiente.- También se dice que la Ecología es el estudio de los Ecosistemas. El término "ambiente" hace referencia a las condiciones físicas y biológicas del lugar donde se vive, y que influye directamente en la vida de los organismos. La ecología es una ciencia del siglo XXI, en gran parte debido al progresivo deterioro que viene sufriendo la biosfera de nuestro planeta en las últimas décadas a causa de una actividad humana que ha privilegiado un desarrollo basado en un crecimiento depredador de la naturaleza, ignorando los valores del equilibrio medioambiental.OTROS CONCEPTOS DE ECOLOGÍA Según ANDREWARTHA (1961).- Ecología es el estudio científico de la distribución y abundancia de los organismos. DUVIGNEAUD (1981).- Considera que la Ecología es la ciencia de las relaciones de los seres vivos con su ambiente y las relaciones existentes entre ellos. Para KREBS (1985).- Ecología es el estudio científico de las interacciones que regulan la distribución y abundancia de los organismos. DIVISION DE LA ECOLOGIA La Ecología según el conjunto de interacciones entre las especies biológicas o biocenosis y las relaciones que éstas establecen con el medir abiótico o biotopo en el que habitan, se divide en: a) Autoecología.- que se refiere al estudio de los organismos en forma individual o de especies aisladas y sus relaciones con el medio ambiente al que se le denomina Micro-Ecosistema. b) Sinecología.- se refiere al estudio de organismos asociados formando una unidad funcional del medio ambiente llamada Ecosistema. c) Se consideran también ramas de la Ecología General, a la: - Ecología Aplicada.- que esta dirigida a la protección de la naturaleza y el equilibrio que debe existir entre los medios urbanos y rurales. - Ecología Poblacional o Dinámica de Poblaciones.- es aquella que se encarga del estudio de las causas y modificaciones de la multiplicación de las especies es un determinado medio. - Ecología de Sistemas.- es aquella que utiliza modelos matemáticas y de computación para lograr la comprensión del comportamiento y problemas complejos de los seres vivos y un medio. ANTECEDENTES HISTORICOS DE LA ECOLOGIA Desde el momento mismo que el hombre aparece como especie en la Tierra, esta en relación con su ambiente y comienza a interactuar con el medio en el que se encuentra y desde un inicio ha tenido que desarrollar cierto conocimiento de cómo es y como actúa su entorno. Por su carácter interdisciplinario que tiene la ecología y por ser una ciencia de síntesis, sus antecedentes históricos será la historia de cómo diferentes acontecimientos científicos se han desarrollando e integrando a través del tiempo. Los científicos que han contribuido en el desarrollo de la ecología tenemos: a Alexander von Humboldt con su “Ensayo sobre la Geografía de las Plantas”, Vito Volterra y sus estudios de dinámica poblacional en pesquería; Justus von Liebig y sus Principios de los Factores Limitantes y Thomas Malthus y su estudio de Demografía Humana. En el Perú, podemos mencionar a Antonio Raimondi y su obra “El Perú”; Augusto Weberbauer, botánico alemán que publicó “El Mundo Vegetal de los Andes Peruanos” y su Mapa fitogeografico de los Andes Peruanos; J. wille, entomólogo alemán, ligado al contra de las plagas agrícolas; W. Weyrauch, los esposos Hans y María Koepcke, estos científicos han estado ligados al Museo de Historia Natural de la Universidad Mayor de San marcos. En el Perú, existe una buena cantidad de conocimientos ecológicos en el saber de las comunidades campesinas y nativas y que es consecuencia de un trabajo de sistematización y ordenamiento desde tiempos Pre-hispánicos que debe ser tomado en cuenta. . CARACTERISTICAS DE LA ECOLOGIA -Es una ciencia multidisciplinaria, por que utiliza conocimientos de otras ciencias, como la Biología, la Física, la Química, la Zoología, la Botánica, la Geología, la Genética, la Antropología, entre otras. -Es una ciencia interdisciplinaria, por que sus conceptos son utilizados por otras ciencias y disciplinas. Por ejemplo cuando en la agricultura se identifican las condiciones del clima, el abastecimiento del agua o el tipo de terreno que determina la clase de cultivo. -Es una ciencia de síntesis, por que utiliza los conocimientos desarrollados por otras ciencias para elaborar los suyos propios. Así, por ejemplo, la Ecología, necesita conocer la estructura de los animales, un aspecto estudiado por la Zoología. IMPORTANCIA DE LA ECOLOGIA En el siglo XXI, puede parecer obvio señalar la importancia de la ecología; sabemos que en la últimas décadas se ha hecho evidente que el equilibrio ecológico se ha roto por lo cual el conocimiento de ésta ciencia ha cobrado enorme importancia. La crisis ecológica se hace se hace patente con la aparición de problemas ambientales muy serios, como el calentamiento de la atmósfera, la lluvia ácida, el adelgazamiento de capa de ozono, lo cual puede conducir a un desastre de escala global, como consecuencia de la destrucción de la capacidad de la biosfera de mantener el equilibrio ecológico en el planeta. Problemas tan diversos como las sequías que se dan en muchas partes de nuestra patria, el control de las plagas del algodón o del maíz, la tala de bosques de algarrobo en Piura o la deforestación de la amazonía, la contaminación de la atmósfera, del agua y del suelo causando de desertificación, son sólo algunos de los problemas que exigen soluciones inmediatas. La ecologia se ha convertido en el punto de partida para desarrollar mecanismos eficientes que permitan controlar los impactos negativos que las diversas actividades del ser humano generan en su medio ambiente. LOS CICLOS BIOGEOQUIMICOS DE LA MATERIA LA MATERIA.- Los distintos elementos químicos que forman parte de la Tierra están presentes en el sustrato sólido, en el medio líquido y en la atmósfera. Su presencia puede ser en unos casos en estado puro, como sucede con algunos elementos de la atmósfera, pero lo más normal es que estén en forma de compuestos más o menos complejos. En estos tres lugares, la actividad biológica de las plantas los fija en forma de compuestos orgánicos organizados en tejidos. El proceso se inicia en las raíces o en otros órganos de absorción, que toman los elementos o compuestos disueltos en el medio (el suelo y el agua por lo general), y a través de los vasos de las plantas llegan a las áreas donde tienen lugar la fotosíntesis (generalmente las hojas), que es el proceso fundamental que transforma lo inorgánico en orgánico y lo hace asimilable para otros organismos. Al servir las plantas de alimento a los animales, los elementos o compuestos inorgánicos ya transformados pasan a aquellos, que al morir los devuelven al medio inorgánico. A veces, estos animales sirven a su vez de alimento a otros, siendo estos últimos los que al morir cierran el ciclo, devolviendo al medio (el suelo o el agua) la materia orgánica descompuesta en sus elementos químicos. No todos los elementos presentes en la tierra descubiertos hasta ahora intervienen en el ciclo vital de la biosfera, y de entre los que se encuentran implicados destacan por su importancia el carbono, el oxígeno, el hidrógeno, el nitrógeno, el fósforo y el azufre. CICLO DEL CARBONO La mayor parte de este elemento se halla inmovilizado en la corteza terrestre en forma de rocas, sobre todo calizas; otra porción se encuentra en los combustibles fósiles, especialmente carbón y petróleo, formados en tiempos remotos, y la parte restante, que es la que tiene importancia biológica, se encuentra en la atmósfera (dióxido y monóxido de carbono), en la hidrósfera (dióxido de carbono disuelto y en otras formas), en el suelo (diferentes carbonatos) y en los organismos vivos (millones de moléculas orgánicas sintetizadas por ellos mismos). En un solo año, una hectárea de vegetación con gran capacidad fotosintética puede extraer más de 30 toneladas de carbono de la atmósfera, donde este elemento se encuentra bajo forma de dióxido de carbono. El carbono, vital para todos los seres vivos, circula de manera continua en el ecosistema terrestre. En la atmósfera existe en forma de bióxido de carbono, que emplean las plantas en la fotosíntesis. Y en efecto, las plantas lo toman de la atmósfera en forma de bióxido de carbónico y en el curso de la fotosíntesis transforman una gran parte de él en sustancias de reservas y en tejidos (glúcidos, lípidos y proteínas). Otra parte del carbono así absorbido pasa de nuevo a la atmósfera en el curso de la respiración vegetal y el resto se incorpora al suelo a través de las raíces Los animales usan el carbono de las plantas y liberan dióxido de carbono, producto del metabolismo y cuando muere, su cuerpo se descompone, incorporando el carbono al suelo. Aunque parte del carbono desaparece de forma temporal del ciclo en forma de carbón, petróleo, combustibles fósiles, gas y depósitos calizos, la respiración y la fotosíntesis mantienen prácticamente estable la cantidad de carbono atmosférico. La industrialización aporta bióxido de carbono adicional al medio ambiente. Por último, la actividad de los organismos descomponedores produce también bióxido de carbónico, que se libera en la atmósfera. Hay que señalar asimismo que hay una cierta parte del carbono presente en el sustrato sólido que pasa también a la atmósfera, pero a través de la actividad volcánica o de reacciones químicas CICLO DEL OXÍGENO Las plantas también utilizan oxígeno en el curso de su actividad metabólica, pero la cantidad que producen es superior a la consumida, por lo que el balance es positivo y el exceso producido de este elemento pasa a enriquecer la atmósfera. Los animales, por el contrario, lo necesitan para obtener energía con la que mantener en funcionamiento su metabolismo. De este modo el oxígeno atmosférico pasa a través de los distintos organismos y, al final una porción suya revierte a la atmósfera, quedando disponible para ser utilizado de nuevo. Pero no son sólo las plantas las únicas productoras de oxígeno. Se produce también en el curso de la actividad volcánica, en las reacciones de oxidación que tienen lugar en los procesos erosivos y en la disociación del agua de la atmósfera por efecto de la radiación ultravioleta. Aun así, la cantidad obtenida por esta vía es muy inferior a la que resulta de la actividad fotosintética . Fotosíntesis, proceso en virtud del cual los organismos con clorofila, como las plantas verdes, las algas y algunas bacterias, capturan energía en forma de luz y la transforman en energía química. Prácticamente toda la energía que consume la vida de la biosfera terrestre —la zona del planeta en la cual hay vida— procede de la fotosíntesis. La fotosíntesis consta de dos partes: la fase luminosa y la fase oscura. • En la fase luminosa hace falta luz, por eso tiene lugar durante el día. Las hojas cuentan con una sustancia, llamada clorofila, que captura la energía del Sol. Utilizando el agua que absorben las raíces, las hojas transforman la energía del Sol en otra forma de energía, llamada energía química. En este proceso se desprende oxígeno. Esto significa que las plantas solo desprenden oxígeno por el día, no por la noche. En la fase oscura no hace falta luz. El bióxido de carbono que las plantas absorben del aire se transforma en azúcar, utilizando la energía química que se había almacenado en las hojas. • El azúcar se disuelve en agua y forma la savia elaborada, que es transportada por toda la planta. Así que recuerda: las plantas fabrican su alimento mediante un mecanismo llamado fotosíntesis. La reacción final de éste proceso es: Luz solar 6 H2O + 6 CO2 ---------------------------Clorofila C6 H12 O6 + 6 O2 CICLO DEL NITROGENO Ciclo del nitrógeno, proceso cíclico natural en el curso del cual el nitrógeno se incorpora al suelo y pasa a formar parte de los organismos vivos antes de regresar a la atmósfera. El nitrógeno, una parte esencial de los aminoácidos, es un elemento básico de la vida. Se encuentra en una proporción del 79% en la atmósfera, pero el nitrógeno gaseoso debe ser transformado en una forma químicamente utilizable antes de poder ser usado por los organismos vivos. Esto se logra a través del ciclo del nitrógeno, en el que el nitrógeno gaseoso es transformado en amoníaco o nitratos. La energía aportada por los rayos solares y la radiación cósmica sirven para combinar el nitrógeno y el oxígeno gaseosos en nitratos, que son arrastrados a la superficie terrestre por las precipitaciones. Ciertas bacterias presentes en el suelo y algunas cianobacterias acuáticas son capaces incorporar nitrógeno del aire a moléculas orgánicas, mediante el proceso denominado fijación del nitrógeno. La fijación biológica (véase Fijación de nitrógeno), responsable de la mayor parte del proceso de conversión del nitrógeno, se produce por la acción de bacterias libres fijadoras del nitrógeno, bacterias simbióticas que viven en las raíces de las plantas (sobre todo leguminosas y alisos), algas verdeazuladas, ciertos líquenes y epifitas de los bosques tropicales. El nitrógeno fijado en forma de amoníaco y nitratos es absorbido directamente por las plantas e incorporado a sus tejidos en forma de proteínas vegetales. Después, el nitrógeno recorre la cadena alimentaría desde las plantas a los herbívoros, y de estos a los carnívoros Cuando las plantas y los animales mueren, los compuestos nitrogenados se descomponen produciendo amoníaco, un proceso llamado amonificación. Parte de este amoníaco es recuperado por las plantas; el resto se disuelve en el agua o permanece en el suelo, donde las bacterias nitrificantes lo convierten en nitratos o nitritos en un proceso llamado nitrificación. Los nitratos pueden almacenarse en el humus en descomposición o desaparecer del suelo por lixiviación, siendo arrastrado a los arroyos y los lagos Un grupo de bacterias, llamadas desnitrificantes, devuelven parte del nitrógeno inorgánico del suelo a la atmósfera, produciendo una pérdida en la disponibilidad de este elemento para los ecosistemas y la biosfera. Pero las ya citadas bacterias nitrificantes o fijadoras de nitrógeno atmosférico, en especial las asociadas con las raíces de las plantas leguminosas, compensan este déficit. FIJACIÓN BIOLOGICA DEL NITROGENO Entre los microorganismos del suelo que realizan la fijación de nitrógeno, los más utilizados y productivos son las bacterias simbióticas del género Rhizobium que colonizan y forman nódulos en las raíces de las leguminosas como el trébol, la alfalfa, o el guisante. Las bacterias obtienen alimento de la planta y ésta a cambio, recibe compuestos nitrogenados en abundancia. A veces se inoculan en el suelo determinadas especies de Rhizobium para incrementar las cosechas de leguminosas. Éstas se cultivan, en muchos casos, para que aporten a la tierra el nitrógeno que han agotado otras cosechas. Existen otros microorganismos capaces de fijar nitrógeno en el suelo, aunque en cantidades mucho más pequeñas y, que son bacterias de vida libre (no simbióticas). Unas son aerobias y necesitan la presencia de oxígeno para desarrollarse. Otras son anaerobias, como los géneros Klebsiella y Bacillus, y no lo necesitan. Algunas formas de algas verdeazuladas, como el alga Anabaena, que vive en asociación con un helecho acuático (Azolla pinnata), también fijan nitrógeno. Esta simbiosis produce un notable aumento en la producción de arroz, como ocurre en los arrozales de la región del norte de Vietnam. La cantidad de nitrógeno orgánico necesaria en la agricultura es mucho mayor que la que aporta la fijación biológica. Por ello, la producción industrial de compuestos nitrogenados a partir de nitrógeno atmosférico es una de las actividades más importantes de la industria química. CICLO DEL AZUFRE Ciclo del azufre, circuito que recorre el azufre a través de los ecosistemas, desde el medio físico a los organismos y de éstos, de nuevo, al medio natural. El azufre del planeta se encuentra en forma de minerales, tanto de sulfato (sobre todo yeso y sulfato cálcico) como de sulfuro (especialmente pirita y sulfuro de hierro); sin embargo, el principal reservorio de azufre de la biosfera lo constituye el mar (en forma de sulfato inorgánico). El sulfato puede ser metabolizado por las plantas superiores y por microorganismos, en lo que se denomina reducción asimiladora de los sulfatos. La fuente de azufre para las plantas superiores son los sulfatos presentes en el suelo de donde lo absorben por las raíces, incorporándolos directamente en los compuestos orgánicos o manteniéndolo en forma libre como ión, interviniendo en la regulación osmótica celular. Las plantas también pueden oxidar y reducir los sulfatos para incorporar el azufre a otros compuestos orgánicos (aminoácidos como la cisteína o la metionina).. Los compuestos orgánicos generados (algunos esenciales para los animales como la metionina) pasan a los animales a través de la cadena alimentaría, ya que no pueden ser sintetizados por ellos mismos. Continuando el ciclo, los procesos de descomposición de animales y plantas por parte de los microorganismos, como las bacterias de la putrefacción, generan sulfuro de hidrógeno. Éste puede ser oxidado por bacterias oxidadoras de sulfuro, sulfobacterias incoloras, catalizando su oxidación a azufre elemental, inorgánico, que de este modo enriquecen el suelo y quedan de nuevo disponibles para que las plantas los utilicen para producir nuevas proteínas. CICLO DEL FÓSFORO Ciclo del fósforo, circulación a través de los ecosistemas, del fósforo, un elemento esencial para la célula, ya que forma parte de los ácidos nucleicos, de moléculas que almacenan energía química como el ATP, y de moléculas como los fosfolípidos que forman las membranas celulares. A diferencia de otros ciclos bioquímicos, el del fósforo no incluya el paso por la atmósfera, por lo cual se dice que es un ciclo abierto o incompleto, siendo las rocas sedimentarias fosfatadas la fuente principal de este bioelemento para los seres vivos. La meteorización química de estas rocas, en el curso de las reacciones de erosión, lo transforman en fosfatos. A partir de estas rocas, el fósforo se transforma en ion fosfato y queda disponible para que pueda ser absorbido por los vegetales. A partir de las plantas, el fósforo pasa a los animales, volviendo de nuevo al medio tras la muerte de éstos y de los vegetales, así como por la eliminación continua de fosfatos en los excrementos. Un caso especial lo constituyen los excrementos de las aves, que en zonas donde son particularmente abundantes forman auténticos “yacimientos” de fósforo, conocidos como guano. El fósforo proveniente de las rocas puede ser también arrastrado por las aguas, llegando a los océanos. Parte de este fósforo puede sedimentar en el fondo del mar formando grandes acúmulos que, en muchos casos, constituyen reservas que resultan inaccesibles, ya que tardarán millones de años en volver a emerger y liberar estas sales de fósforo, generalmente gracias a movimientos orogénicos. Pero no todo el fósforo que es arrastrado hasta el mar queda inmovilizado, ya que parte es absorbido por el fitoplancton, pasando a través de la cadena alimentaría hasta los peces, que posteriormente son ingeridos por los seres humanos o constituyen la fuente de alimento de numerosas aves. CICLO DEL AGUA La hidrología es la ciencia que estudia la distribución del agua en la Tierra, sus reacciones físicas y químicas con otras sustancias existentes en la naturaleza, y su relación con la vida en el planeta. El agua es de importancia vital para los seres vivos no sólo por ser la fuente del oxígeno y del hidrógeno necesario para la fotosíntesis, sino también por ser el disolvente por excelencia de un gran número de sustancias que los organismos únicamente pueden utilizar en disolución. Paradójicamente, la mayor parte del agua del planeta no se encuentra en forma libre, sino en combinación química con otros minerales de la litósfera formando diferentes tipos de rocas y, por tanto, más allá del alcance de las comunidades vivientes El movimiento continuo de agua entre la Tierra y la atmósfera se conoce como ciclo hidrológico. El gran reservorio de agua libre son los océanos. Pero la mayor parte de la producción de materia viva de la biosfera se realiza en los ambientes terrestres, lo cual pone de manifiesto que el depósito de agua más activo desde el punto de vista biológico es la atmósfera, donde se encuentra en forma de vapor que al condensarse por enfriamiento da origen a las precipitaciones en forma de lluvia o nieve. El contenido atmosférico de agua es infinitamente diminuto comparado con el reservorio oceánico, pero se renueva de forma ininterrumpida por la evaporación del agua del suelo y la transpiración de plantas y animales (evapotranspiración). Al llegar a la superficie terrestre, el agua sigue dos trayectorias. En cantidades determinadas por la intensidad de la lluvia, así como por la porosidad, permeabilidad, grosor y humedad previa del suelo, una parte del agua se vierte directamente en los riachuelos y arroyos, de donde pasa a los océanos y a las masas de agua continentales; el resto se infiltra en el suelo. Una parte del agua infiltrada constituye la humedad del suelo, y puede evaporarse directamente o penetrar en las raíces de las plantas para ser transpirada por las hojas. La porción de agua que supera las fuerzas de cohesión y adhesión del suelo, se filtra hacia abajo y se acumula en la llamada zona de saturación para formar un depósito de agua subterránea, cuya superficie se conoce como nivel freático. En condiciones normales, el nivel freático crece de forma intermitente según se va rellenando o recargando, y luego declina como consecuencia del drenaje continuo en desagües naturales como son los manantiales. La cantidad de agua en nuestro planeta depende del estado de equilibrio entre la evapotranspiración y las precipitaciones. EL FLUJO DE LA ENERGIA La energía que permite el desarrollo de la vida sobre la Tierra proviene del Sol y se recibe como luz. Una parte de esta energía se refleja y se disipa (vuelve al espacio exterior) y la otra se retiene (mantiene la temperatura de la Tierra y es utilizada por los productores para la fotosíntesis). Los organismos fotosintetizadotes transforman la energía radiante en energía química, que circula de un organismo a otro de manera unidireccional y decreciente, hasta que finalmente se convierte en calor. Cuando un herbívoro devora una planta, la energía almacenada en el productor se transfiere al consumidor, junto con la materia. Lo mismo ocurre cuando un carnívoro se alimenta de un herbívoro. En la naturaleza, el flujo de la energía y el ciclo de los nutrientes reestablece a partir de los organismos productores hacia los animales herbívoros y carnívoros, y finalmente a los desintegradotes, lo que constituye distintos niveles tróficos. En el pasaje de un nivel trófico a otro, solo se conserva un 10% de la energía, el otro 90 % vuelve al ambiente en forma de calor. Solo un 10% de la energía, el otro 90 vuelve al ambiente en forma de calor. Solo un 10% de la energía proveniente de la planta se conserva en el herbívoro, y de ésta solo un 10 % pasa al carnívoro. En realidad, el flujo de la energía y el ciclo de los nutrientes no siempre se establecen de la forma tan simple como se ha indicado en sus distintos niveles tróficos. En los ecosistemas marinos y, sobre todo, en los terrestres –como en los bosques tropicales húmedos- existen redes alimenticias complejas. Esto quiere decir que varias especies pueden alimentarse con diversos tipos de alimento, de tal modo que las cadenas alimenticias se entrelazan y forman una red alimenticia o trófica. Flujo de Energía a través del Ecosistema Como habíamos mencionado anteriormente en este capítulo, sólo los productores primarios pueden obtener energía de la luz solar para realizar sus procesos de biosíntesis, los demás organismos, incapaces de realizar fotosíntesis, deben obtener la energía directa o indirectamente de los productores primarios. Esta secuencia de relaciones de producción-consumo, a través de las cuales fluye energía se denomina cadena trófica Para resumir: En el flujo de energía y de nutrientes inorgánicos, es posible hacer algunas generalizaciones: 1. La fuente primaria (en la mayoría de los ecosistemas) de energía es el sol. 2. El destino final de la energía en los ecosistemas es perderse como calor. 3. La energía y los nutrientes pasan de un organismo a otro a través de la cadena alimenticia a medida que un organismo se come a otro. 4. Los descomponedores extraen la energía que permanece en los restos de los organismos. 5. Los nutrientes inorgánicos son reciclados pero la energía no. CAPITULO II EL ECOSISTEMA: COMPONENTES, CLASES ECOSISTEMA: CONCEPTO Arthur Stanley en 1835, inspirado en el modelo físico de la termodinámica formuló el concepto de Ecosistema desde la doble perspectiva de sistema y de energía, integrando en un todo funcional a los organismos y sus habitas. Ecosistema, sistema dinámico relativamente autónomo formado por una comunidad natural y su ambiente físico. El concepto, que empezó a desarrollarse en las décadas de 1920 y 1930, tiene en cuenta las complejas interacciones entre los organismos —plantas, animales, bacterias, algas, protozoos y hongos, entre otros— que forman la comunidad y los flujos de energía y materiales que la atraviesan. El tamaño de los ecosistemas varía pueden describirse como ecosistemas zonas tan reducidas como los charcos de marea de las rocas y tan extensas como un bosque completo, hasta la Tierra entera considerada como un solo sistema viviente. Pero, en general, no es posible determinar con exactitud dónde termina un ecosistema y empieza otro. La idea de ecosistemas claramente separables es, por tanto, artificiosa. No obstante, el concepto de ecosistema ha demostrado su utilidad en ecología. Se aplica, por ejemplo, para describir los principales tipos de hábitats del planeta. Ecosistemas terrestres: árticos y alpinos, propios de regiones frías y sin árboles; bosques, que pueden subdividirse en un amplio abanico de tipos, como selva lluviosa tropical, bosque mediterráneo perennifolio, bosques templados, boreales y bosques templados caducifolios; praderas y sabanas; y desiertos y ecosistemas semiáridos. Ecosistemas de agua dulce: lagos, ríos y pantanos. También hay ecosistemas híbridos, terrestres y de agua dulce, como las llanuras de inundación estacionales. La gama de ecosistemas marinos es amplísima: arrecifes de coral, manglares, lechos de algas y otros ecosistemas acuáticos litorales y de aguas someras, ecosistemas de mar abierto o los misteriosos y poco conocidos sistemas de las llanuras y fosas abisales del fondo oceánico. El término ecosistema puede también utilizarse para describir áreas geográficas que contienen un espectro amplio de tipos de hábitats mutuamente vinculados por fenómenos ecológicos. Así, la región del Serengeti-Seronera, en África oriental, una de las regiones salvajes más espectaculares del mundo, suele considerarse como un único ecosistema formado por distintos hábitats: llanuras herbáceas, sabana arbórea, espesuras, manchas de bosque, afloramientos rocosos, ríos, arroyos y charcas estacionales. Asimismo, las zonas más productivas de los océanos se han dividido en una serie de grandes ecosistemas marinos que contienen hábitats muy variados. Son ejemplos de grandes ecosistemas marinos de características muy distintas: el mar Negro, el sistema formado por la corriente de Benguela, frente a la costa sur occidental de África, o el golfo de México. El ecosistema es un sistema en el que factores físicos y biológicos interactúan a través de una complicada red de relaciones de muy variada naturaleza Un estanque es un ejemplo ideal de ecosistema. Sus elementos físicos fundamentales son el sol y el agua. Los elementos bióticos abarcan un conjunto de poblaciones que van desde los vegetales acuáticos y las microscópicas bacterias hasta los peces y las aves. COMPONENTES DEL ECOSISTEMA Los componentes de un ecosistema son de dos clases: 1. Componentes Abióticos, llamados también factores físicos, son los componentes constitutivos del ambiente, que en conjunto forman el BIOTOPO. Los componentes abióticos se pueden agrupar en tres grupos. a) Factores sidéricos.- que toma en cuenta las características de la tierra y del sol; que tienen importancia ecológica. Entre estos se encuentran también la gravedad, la presión. b) Factores Eco-geográficos.- entre los cuales se encuentran la latitud, la altitud, la presión atmosférica, las estaciones del año, la temperatura, las precipitaciones, la humedad atmosférica, etc. c) Factores Físico - químicos, tales como el agua, el aire, el Ph; las corrientes marinas, los movimientos del suelo, etc. 2. Factores Bióticos, es la parte viviente del ecosistema la BIOCENOSIS; y esta constituido por los siguientes componentes. a) Componentes Autotróficos.- Formado por los seres vivos que son capaces de fijar la energía del sol y sustancias inorgánicas simples para elaborar sustancias orgánicas más complejas. Por ejemplo, las plantas verdes que son capaces de elaborar sus alimentos a partir de sustancias inorgánicas, mediante la fotosíntesis, por lo cual se les conoce como seres Productores. b) Componentes Heterotróficos.- Formado por los seres vivos que no son capaces de producir sus alimentos - Estos son de dos clases: Consumidores.Conocidos también como macro consumidores, integrado por animales, grupos especiales de bacterias y hongos que ingieren otros organismos o materia orgánica. - Desintegradores.- Llamados también micro consumidores, formados por bacterias y hongos que descomponen compuestos orgánicos complejos, para absorber los productos de la descomposición y dejar en libertad a otras sustancias simples que pueden ser, a su vez, utilizadas por los seres productores. Como se ha dicho el ecosistema consta de dos partes: una serie de organismos, la porción viva del ecosistema, y el medio donde están y desarrollan sus actividades, es decir, la porción inanimada. El primero de esos dos componentes, el conjunto de los organismos vivos, recibe el nombre de biocenosis. En la tierra está formada por millones de especies distintas de plantas, animales, hongos, etc., pero a grandes rasgos, en cualquiera otra unidad de menores dimensiones que consideremos, casi siempre constará de dos elementos biológicos básicos; por un lado, los organismos autótrofos y, por el otro los heterótrofos. Son organismos autótrofos aquellos que tienen la capacidad de sintetizar por sí mismos materia orgánica a partir de elementos y compuestos químicos inorgánicos, recurriendo a reacciones específicas, como es el caso de la fotosíntesis. Los principales representantes de este grupo son las plantas. Ellas sintetizan la materia orgánica a partir de los nutrientes del suelo y constituyen, por tanto, el primer paso en la formación de seres vivos. Son los llamados productores primarios de la naturaleza. Los organismos heterótrofos, por el contrario, han de utilizar la materia orgánica ya elaborada por los organismos autótrofos, pues son incapaces de sintetizarla por sí mismos. Estos organismos están representados principalmente por los animales que, alimentándose de plantas, construyen sus tejidos y órganos con los componentes orgánicos más simples que obtienen por la digestión del alimento vegetal. Dentro de este grupo hay unos que se alimentan directamente de las plantas, son los fitófagos, mientras que otros se han adaptado a consumir los tejidos ya elaborados, se trata de los carnívoros. El segundo componente es el medio en que vive la biocenosis y recibe el nombre de biotopo, por lo que se considera la parte física del ecosistema. Su diversidad es enorme y está formado por cualquier medio en que la vida pueda desarrollarse (aguas sulfurosas, el mar, un bosque, el hielo de los glaciares, etc.). Las características físicas y químicas del biotopo son esenciales para el desarrollo en ellos de una biocenosis, pero también la actividad del componente de ésta modifica sus rasgos, transformándolo en ocasiones por completo. La actividad biológica a lo largo de varios millones de años puede transformar una superficie desnuda de roca en un suelo fértil y cubierto de una densa capa de vegetación, que albergará a su vez una gran riqueza de otras formas de vida. Esta misma diversidad de biotopos ha dado lugar a que con la progresiva evolución de los organismos vivientes, capaces de ir conquistando nuevos medios, el primitivo ecosistema global de nuestro planeta se haya convertido en una serie casi infinita de pequeños ecosistemas tal como los conocemos en la actualidad. OTROS ELEMENTOS PARA EL ESTUDIO DEL ECOSISTEMA Hay dos conceptos claves para determinar la posición y la función de una especie en su ambiente: hábitat y nicho ecológico El Hábitat, en ecología, lugar concreto o sitio físico donde vive un organismo (animal o planta), a menudo caracterizado por una forma vegetal o por una peculiaridad física dominante. Puede referirse a un área tan grande como un océano o un desierto, o a una tan pequeña como una roca o un tronco caído de un árbol. De manera general, los hábitats pueden dividirse en terrestres y acuáticos y en cada uno de ellos se pueden establecer, a su vez, multitud de subdivisiones: así, en el hábitat acuático se puede distinguir entre hábitats dulceacuícolas y hábitats marinos, y dentro de estos últimos entre litorales, bentónicos y pelágicos. Independientemente de su extensión, el hábitat es un área o región bien delimitada físicamente. En un hábitat concreto, como un pequeño lago, un arrecife de coral o la cabecera de un río, pueden vivir varios animales y plantas. El nicho ecológico es un concepto que abarca no sólo el espacio físico que ocupa una especie, sino también su papel o función en el sistema ecológico o ecosistema. El nicho ecológico hace referencia a todas las condiciones ambientales que una especie necesita para sobrevivir; no sólo a los factores físicos y químicos, como la temperatura, la luz o la humedad, sino también, por ejemplo, al tipo de alimentación o a la relación con otras especies. Por tanto, dentro de cada hábitat, los organismos ocupan nichos distintos. Igualmente, puede haber dos especies que ocupen nichos ecológicos similares en distintos lugares geográficos. CAMBIOS NATURALES DE LOS ECOSISTEMAS El mundo natural está en perpetuo estado de transformación. El cambio opera a todas las escalas de tiempo, desde las más cortas a las más largas. Los cambios a corto plazo, observables por las personas, suelen ser cíclicos y predecibles: noche y día, ciclo mensual de las mareas, cambio anual de las estaciones, crecimiento, reproducción y muerte de los individuos. A esta escala, muchos ecosistemas no expuestos a la acción humana parecen estables e invariables, en un estado de ‘equilibrio natural’. En conjunto, el clima es, sin duda, el factor más influyente a corto y medio plazo. En tierra, la temperatura, la precipitación y la estacionalidad son los tres factores que más afectan a la distribución de ecosistemas. Los cambios de cualquiera de ellos pueden tener consecuencias duraderas. A escalas temporales más cortas pueden también producirse alteraciones climáticas de influencia geográfica amplia. Uno de los ejemplos más espectaculares es la corriente de El Niño, una corriente de agua cálida que recorre periódicamente el Pacífico. Ejerce una influencia enorme sobre los ecosistemas marinos y provoca, por ejemplo, la muerte de arrecifes de coral en muchos lugares del Pacífico o la pérdida de productividad de las pesquerías del ecosistema de la corriente de Humboldt, frente a las costas de Perú y Chile. La corriente de El Niño sigue un ciclo irregular y varía en cuanto a intensidad e impacto; raramente pasan más de veinte años sin que se produzca, pero en ocasiones el fenómeno se ha repetido con un intervalo de sólo uno o dos años. Afecta también a los ecosistemas terrestres, pues altera las pautas de precipitación, sobre todo en América. Ciertos episodios locales también afectan con fuerza a los ecosistemas: incendios, inundaciones y corrimientos de tierras son fenómenos naturales que pueden tener repercusiones catastróficas a escala local. Pero esto no significa que los ecosistemas naturales carezcan de continuidad. Muchos han demostrado una elasticidad y una persistencia enormes durante millones de años. Son ejemplos de ecosistemas que se han mantenido aparentemente estables durante mucho tiempo: las extensas llanuras del fondo oceánico, los ecosistemas de tipo mediterráneo del sur de África y el oeste de Australia y algunas áreas de selva tropical lluviosa. INFLUENCIA HUMANA SOBRE LOS ECOSISTEMAS Todos los medios y ecosistemas naturales se enfrentan ahora a una dificultad sin precedentes: la humanidad. El ser humano ha comprimido en unos pocos siglos cambios que en su ausencia hubiesen exigido miles o millones de años La influencia más directa del hombre sobre los ecosistemas es su destrucción o transformación. La tala de árboles , como es lógico, destruye el ecosistema forestal. También la explotación selectiva de madera altera el ecosistema. Lo mismo ocurre con la desecación de humedales que se ha llevado a cabo de forma sistemática (para ganar tierras de cultivo o eliminar la fuente de enfermedades) Ahora se acepta de forma generalizada que las actividades de la humanidad están contribuyendo al calentamiento global del planeta, sobre todo por acumulación en la atmósfera de gases de efecto invernadero. Las repercusiones de este fenómeno probablemente se acentuarán en el futuro. Como ya se ha señalado, el cambio climático es una característica natural de la Tierra. Pero antes sus efectos se podían asimilar, porque los ecosistemas ‘emigraban’ desplazándose en latitud o altitud a medida que cambiaba el clima. La contaminación del medio ambiente por herbicidas, plaguicidas, fertilizantes, vertidos industriales y residuos de la actividad humana es uno de los fenómenos más perniciosos para el medio ambiente. Los contaminantes son en muchos casos invisibles, y los efectos de la contaminación atmosférica y del agua pueden no ser inmediatamente evidentes, aunque resultan devastadores a largo plazo. Las consecuencias de la lluvia ácida para los ecosistemas de agua dulce y de regadío es un ejemplo de éste fenómeno. El hombre ha sido responsable deliberado o accidental de la alteración de las áreas de distribución de un enorme número de especies animales y vegetales. Esto no sólo incluye los animales domésticos y las plantas cultivadas, sino también parásitos como ratas, ratones y numerosos insectos y hongos. Las especies naturalizadas pueden ejercer una influencia devastadora sobre los ecosistemas naturales por medio de sus actividades de depredación y competencia, sobre todo en islas en las que hay especies naturales que han evolucionado aisladas. Así, la introducción de zorros, conejos, sapos, gatos monteses y hasta búfalos han devastado muchos ecosistemas. La captura de un número excesivo de animales de un ecosistema puede inducir cambios ecológicos sustanciales. El ejemplo más importante en la actualidad es la sobre pesca en los mares de todo el mundo. El agotamiento de la mayor parte de las poblaciones de peces es, sin duda, causa de cambios importantes, aunque sus repercusiones a largo plazo son difíciles de evaluar. LA PRODUCCION PRIMARIA Sólo las plantas, las algas y parte de los hongos y algunos microorganismos son capaces de sintetizar materia orgánica a partir de elementos puros o compuestos químicos inorgánicos. Constituyen los llamados organismos autótrofos y se sitúan en la base de la evolución de la vida en nuestro planeta. El primer factor determinante de la producción primaria es la existencia de los compuestos básicos que el organismo vegetal necesita, es decir, sus nutrientes. La mayor o menor riqueza del suelo o la presencia o no de sales en el medio acuático hacen que la planta pueda producir una cantidad variable de materia orgánica. La presencia de determinados elementos en el medio es un factor limitador clave para la dispersión de muchos de los organismos vegetales. En segundo lugar está la luz, sin la cual no tiene lugar la reacción fotosintética y, por tanto, la síntesis de los glúcidos. La producción vegetal es superior en las estaciones con mayor cantidad de insolación y en aquellas zonas donde ésta es más directa. Así, aumenta la producción en verano con respecto al invierno y en una pradera soleada más que en una umbría situada en el fondo de un valle. La latitud es también un factor importante en cuanto a la cantidad de luz que llega hasta la superficie del planeta, por lo que ejerce una influencia decisiva sobre la producción primaria. Un tercer elemento es la temperatura, pues las reacciones químicas requieren que ésta alcance un determinado valor para que tengan lugar. El óptimo en el caso de la fotosíntesis se sitúa entre los 20 y los 30ºC. Por eso, a igualdad de las otras dos condiciones, será mayor la producción en un clima más caluroso y en las estaciones cálidas, que coinciden además con las de mayor insolación y, por tanto, con una mayor cantidad de luz. El conjunto de la producción primaria es el resultado de la interacción de estos tres elementos, hasta el punto que, aunque dos de ellos sean óptimos, si falta o es muy escaso el tercero, el resultado final puede ser muy inferior al que cabría suponer por una observación superficial de las condiciones. LA PRODUCCION SECUNDARIA Si los productores primarios son el eslabón básico que une el mundo inanimado al dotarlo de vida, su misma presencia condujo a la aparición de otros organismos que aprovecharon esta materia orgánica ya sintetizada. El nuevo recurso dio lugar a los organismos heterótrofos, que son en su mayoría animales. . Junto a los consumidores primarios, que se alimentan de plantas, pronto aparecen los depredadores, que se nutren de ellos, y a los súper depredadores, que a su vez dan caza a los componentes del nivel inferior. Por encima de todos ellos están los necrófagos, que se alimentan de los restos de los animales muertos. El ciclo se cierra con los descomponedores, microorganismos que reducen de nuevo a sus componentes inorgánicos los restos de plantas y animales. . A pesar de la merma que los consumidores primarios o secundarios provocan en las existencias del mundo vegetal, desempeñan un papel esencial en el mantenimiento del equilibrio del ecosistema. Impiden la excesiva proliferación de las especies botánicas, haciendo posible de este modo que las propias plantas encuentren las condiciones adecuadas para su desarrollo. Por otro lado, la capacidad de regeneración de los organismos vegetales permite recuperar en general la masa orgánica retirada por los consumidores y de este modo regenerar y revitalizar la planta. CLASES DE ECOSISTEMAS Los Ecosistemas pueden ser: 1. Naturales a) Terrestres b) De agua dulce c) De agua salada.- marinos y lacustre 2. Artificiales a) Agricultura b) Acuicultura Capítulo III NIVELES TROFICOS, CADENAS ALIMENTICIAS Y RELACIONES ENTRE LAS ESPECIES NINEL TROFICO Equivale a decir nivel alimentario, (trofo, en griego, significa alimento), lo mismo ocurre cuando se habla de cadenas y redes tróficas o alimentarías. Si en un ecosistema se hace un seguimiento del camino que siguen los nutrientes y la energía química almacenada durante la fotosíntesis por los organismos productores, hasta que se disipa por completo, se observa que estas viajan por una serie de compartimientos. Por ejemplo, la hierba puede ser consumida por un saltamontes, éste puede ser devorado por un anfibio y éste a su vez puede ser víctima de la voracidad de un ave rapaz.. Cada uno de los compartimientos o escalones por los que pasa la energía y los materiales nutritivos recibe el nombre de nivel trófico, y a la vía lineal por la que viajan pasando de un nivel trófico al siguiente se denomina cadena trófica o alimentaría. CADENA ALIMENTICIA Una cadena alimenticia es la ruta del alimento desde un consumidor final dado hasta el productor. Por ejemplo, una cadena alimenticia típica en un ecosistema de campo pudiera ser: Pasto ---> saltamontes --> sapo ---> halcón En las cadenas alimenticias, se acostumbra representar al productor a la izquierda (o abajo) y al consumidor final a la derecha (o arriba). También se puede identificar los autótrofos y los heterótrofos, y clasificarlos como herbívoro, carnívoro, etc. Igualmente, debe reconocer los consumidores primarios, secundarios, etc. Las cadenas alimentarías terrestres suelen ser más cortas (con menos niveles tróficos) que las acuáticas; ello es debido a que las plantas terrestres suelen ser mayores y muchos animales terrestres de gran tamaño se alimentan de ellas. En el océano, al contrario que en tierra, existen pocas plantas visibles. Ciertos moluscos devoradores de algas pueden ser semejantes a los conejos comiendo lechuga, mientras que algunos caracoles marinos y lapas roen la densa capa de algas que cubre las rocas costeras como los bovinos los ricos pastizales de alta montaña; pero el alimento básico del océano es el plancton, compuesto principalmente de algas microscópicas, protozoos larvas y crustáceos microscópicos que flotan libremente en el agua. Es importante observar que muchos animales no tienen dietas especializadas. Los omnívoros (como los humanos) comen tanto animales como plantas. Igualmente, los carnívoros (excepto algunos muy especializados) no limitan su dieta sólo a organismos de un nivel trófico. Las ranas y sapos, por ejemplo, no discriminan entre insectos herbívoros y carnívoros; si es del tamaño adecuado y se encuentra a una distancia apropiada, la rana lo capturará para comérselo sin que importe el nivel trófico En la práctica son muy pocos los ecosistemas naturales que se organizan en simples cadenas alimentarías, ya que la mayor parte de los animales se alimentan en diferentes niveles tróficos y de especies diferentes dentro de cada nivel trófico. Al mismo tiempo, hay especies que se desplazan de un nivel a otro estacionalmente, o en distintas fases de su ciclo vital, o de modo oportunista cuando el alimento está disponible. Desde luego, el mundo real es mucho más complicado que una simple cadena alimenticia. Aún cuando muchos organismos tienen dietas muy especializadas (como es el caso de los osos hormigueros), en la mayoría no sucede así. Los halcones no limitan sus dietas a culebras, las culebras comen otras cosas aparte de ratones, los ratones comen yerbas además de saltamontes, etc. Así pues, las cadenas tróficas existentes en un ecosistema suelen encontrarse entrelazadas formando lo que se ha llamado red trófica o alimentaría. RED TROFICA La red trófica, da una visión más cercana a la realidad que la simple cadena. Nos muestra que cada especie mantiene relaciones de distintos tipos con otros elementos del ecosistema: la planta no crece en un único terreno, aunque en determinados suelos prospere con especial vigor. Tampoco, en general, el herbívoro se nutre de una única especie vegetal y él no suele ser tampoco el componente exclusivo de la dieta del carnívoro. La red trófica, contemplando un único pero importante aspecto de las relaciones entre los organismos, nos muestra lo importante que es cada eslabón para formar el conjunto global del ecosistema, como se muestra a continuación: Podemos ver que una red alimenticia consiste de cadenas alimenticias interrelacionadas, y la única manera de desenredar las cadenas es de seguir el curso de una cadena hacia atrás hasta llegar a la fuente. Pero las cadenas alimentarías no acaban en el depredador cumbre, sino que como todo ser vivo muere, existen necrófagos, como algunos hongos o bacterias que se alimentan de los residuos muertos y detritos en general (organismos descomponedores o detritívoros). De esta forma se soluciona en la naturaleza el problema de los residuos. Los detritos (restos orgánicos de seres vivos) constituyen en muchas ocasiones el inicio de nuevas cadenas tróficas. Por Ej. Los animales de los fondos abisales se nutren de los detritos que van descendiendo de la superficie. RELACIONES ENTRE LAS ESPECIES Las comunidades naturales están formadas por poblaciones que interactúan en varios grados, en un abanico de posibilidades, que abarca desde interacciones básicamente neutras, hasta otras que tienen influencia directa, positiva o negativa, sobre la capacidad de los individuos. La competencia intraespecífica puede dar origen a la aparición de dos especies distintas, con diferentes grados de tolerancias, mientras que la competencia interespecífica puede originar la compartimentación de los recursos del hábitat a través de adaptaciones corporales o de comportamiento. Surge así una comunidad de numerosas especies que ocupan distintos nichos ecológicos y presentan distintas especializaciones, sin que ninguna de ellas (a excepción de la humana) sea suficientemente dominante para desplazar a muchas otras. Esto contribuye a la estabilidad de los ecosistemas maduros, puesto que en ellos prácticamente todos los nichos están ocupados y sólo los invasores con gran capacidad competitiva pueden adueñarse de algún recurso. No obstante, los ecosistemas con relativamente pocas especies, como los que se hallan en una fase inicial de desarrollo. RELACIONES INTRAESPECIFICAS Las relaciones intraespecíficas se establecen entre los organismos de la misma especie. Estas relaciones están determinadas por el hábitat y por el nicho ecológico de cada especie. El hecho de que los individuos de la misma especie estén juntos lleva consigo efectos desfavorables y favorables para las plantas y animales. Los efectos desfavorables son los que derivan de la competencia y surgen cuando el número de individuos de la población supera a los que el biotopo que ocupan puede soportar. La competición se manifiesta principalmente en la búsqueda del alimento, pero también en la territorialidad, la lucha en la reproducción y en la limitación de los factores físicos tales como la luz, el agua, etc. Los efectos favorables que obtiene un individuo al estar con otro de su misma especie son también muy importantes, sobre todo en los aspectos de protección, reproducción y división del trabajo. Las relaciones intraespecíficas más importantes son: la familia, la asociación gregaria, la colonia y la sociedad. Asociaciones Familiar: Existen lazos de parentesco entre sus miembros. Se agrupan para reproducirse y para cuidar sus crías. Hay varios tipos: parental monógama, parental polígama, matriarcal, patriarcal, filial. Existen familias monógamas, es decir, constituidas por un macho y una hembra, como ocurre con el lobo, la paloma, etc. Y familias polígamas, constituidas por un macho y varias hembras, como ocurre en el caso del gallo y las gallinas. La familia parental esta formada por los progenitores y la prole; la familia matriarcal, donde el macho abandona a la prole, dejando a la hembra al cuidado de los hijos, como ocurre en los roedores, escorpiones, etc. En la familia patriarcal, la hembra deja al padre al cuidado de la prole, como ocurre en el pez espinoso. Asociación gregaria: Esta formado por un grupo de individuos donde no existen lazos de parentesco entre sus miembros. Son agrupaciones muy numerosas y de carácter temporal, formadas para alcanzar un objetivo determinado, como la defensa y la búsqueda de alimento, con el fin de ayudarse mutuamente. Esta asociación puede tener un carácter pasivo, es decir, estar constituida por un conjunto de individuos que han nacido juntos, como ocurre con los bancos de peces. Mientras que otras asociaciones presentan cierta jerarquización, como los rebaños de elefantes y las bandadas de aves, que se forman expresamente para las migraciones. La colonia: La colonia es un tipo de relación que implica estrecha colaboración funcional e incluso cesión de la propia individualidad. Los corales de un arrecife se especializan en diversas funciones: hay individuos provistos de órganos urticantes que defienden la colonia, mientras que otros se encargan de obtener el alimento y otros de la reproducción. Este tipo de asociación es muy frecuente también en las plantas, sobre todo las inferiores. En los vegetales superiores, debido a la incapacidad de desplazamiento, surgen formaciones en las que el conjunto crea unas condiciones adecuadas para cada individuo, por lo que se da una cooperación ecológica, al tiempo que se produce competencia por el espacio, impidiendo los ejemplares de mayor tamaño crecer a los plantones de sus propias semillas. La sociedad: En el reino animal nos encontramos con sociedades, como las de hormigas o abejas, con una estricta división del trabajo. En todos estos casos, el agrupamiento sigue una tendencia instintiva automática. A medida que se asciende en la escala zoológica encontramos que, además de ese componente mecánico de agrupamiento, surgen relaciones en las que el comportamiento o la etología de la especie desempeñan un papel creciente. Los bancos de peces son un primer ejemplo. En las grandes colonias de muchas aves (flamencos, gaviotas, pingüinos, etc.), las relaciones entre individuos están ritualizadas para impedir una competencia perjudicial. Algo similar sucede en los rebaños de mamíferos. Entre muchos carnívoros y, en grado máximo entre los primates, aparecen los grupos familiares que regulan las relaciones intraespecíficas y en este caso factores como el aprendizaje de las crías, el reconocimiento de los propios individuos y otros aspectos de los que estudia la etología pasan a ocupar un primer plano. RELACIONES INTERESPECIFICAS Las relaciones interespecíficas son aquellas que acontecen entre miembros de diferentes especies. Las relaciones interespecíficas pueden ser positivas, neutrales o negativas: Las relaciones positivas son en las que, cuando menos, una de las especies obtiene un beneficio de otra sin causarle daño o alterar el curso de su vida. Las relaciones interespecíficas neutrales son aquéllas en las cuales no existe un daño o beneficio directo hacia o desde una especie. El daño o beneficio se obtienen solo de manera indirecta. Las relaciones interespecíficas negativas son aquéllas en las cuales una de las especies obtiene un beneficio en detrimento de otras especies. Las relaciones interespecíficas positivas son las siguientes: Comensalismo: Es cuando un individuo obtiene un beneficio de otro individuo de otra especie sin causarle daño. Este tipo de relación es más simple entre dos organismos que viven juntos, en el que tienen efectos beneficiosos para una de ellas, sin perjudicar ni veneficiar al otro. El beneficiado recibe el nombre de comensal mientras que la otra especie es el huésped. Este tipo de asociación frecuentemente se presenta en animales marinos, por ejemplo: ostras, conchas, choros, caracoles, cangrejos, erizos de mar; el pez rémora que vive adherido al cuerpo del tiburón para obtener protección y restos de alimentos que quedan dispersos por el agua a medida que el tiburón ingiere su presa. Son ejemplos de estos tipos de asociaciones las plantas trepadoras que se desarrollan sobre vegetales utilizándolos como soportes y también algunas bacterias y protozoos que viven en la parte terminal del tubo digestivo de algunos animales; alimentándose de residuos no digeridos Mutualismo: Ocurre cuando un individuo de una especie obtiene un beneficio de otro individuo de diferente especie, y este a su vez obtiene un beneficio del primero. La relación mutualista no es obligada, lo cual la hace diferenciarse de la simbiosis. El concepto mutualismo deriva precisamente de la ayuda mutua que pueden brindarse dos individuos que pertenecen a diferentes especies. Así tenemos la asociación entre el cangrejo ermitaño y la anémona de mar; el cangrejo proporciona locomoción y alimento a la anémona, mientras que ésta defiende con sus células urticantes y enmascara al cangrejo frente a sus enemigos. También el caso de muchas aves que se alimentan de parásitos e insectos que viven sobre el cuerpo de varios animales como el tapir, el caballo, la vaca y el rinoceronte. En todos los casos existe una determinada ave que se posa sobre el cuerpo del animal para alimentarse Simbiosis: Simbiosis (del griego, symbioun, 'vivir juntos'), en ecología, es la interdependencia de dos organismos de especies diferentes y se benefician mutuamente en una relación obligada. Si uno de los simbiontes perece, el otro también perecerá al perder el recurso del que se ve beneficiado. El caso más conocido de simbiosis corresponde a los líquenes. Los líquenes surgen por la relación obligada entre un alga y un hongo. El caso es extremo porque los individuos no solo no pertenecen a la misma especie, sino que tampoco pertenecen al mismo reino. El hongo proporciona suficiente humedad al alga y ésta proporciona alimento al hongo. La relación ha devenido tan estrechamente en el curso de su evolución que una especie no puede subsistir sin la otra. La mayoría de las micorrizas son, asimismo, ejemplos de simbiosis; son hongos que crecen en las raíces de algunas plantas con semilla, las orquídeas y en diversas coníferas. La micorriza penetra en las raíces y ayuda a las plantas a conseguir algunos nutrientes del suelo, como el nitrógeno; a cambio recibe hidratos de carbono igual sucede también en las bacterirrizas, que son las asociaciones entre ciertas bacterias y las raíces de algunas plantas como leguminosas. Competencia: Ocurre cuando dos miembros de diferentes especies pertenecientes a una comunidad tienen las mismas necesidades por uno o más factores del entorno. Los individuos de la especie que posee ventajas para obtener ese factor del medio ambiente será la que prevalezca. La lucha no es física, sino selectiva. Pueden ocurrir encuentros casuales entre dos individuos de una y otra población, pero no es una regla general. En el caso de las plantas, los recursos medioambientales limitados suelen ser la luz, el agua y los nutrientes; en el caso de los animales, la comida, el abrigo, los lugares de nidificación y los compañeros de apareamiento. La competencia entre animales suele manifestarse como territorialidad (intento de asegurarse un territorio) y agresión; la competencia por un compañero puede llevar a la selección sexual. La competencia intraespecífica, es decir, entre miembros de una misma especie, se diferencia de la interespecífica o competencia entre miembros de especies distintas dentro de una misma comunidad. La investigación indica que la competencia intraespecífica suele ser más intensa que la interespecífica, como Darwin previó en su teoría de la selección natural. Como la intensidad de la competencia intraespecífica depende de la densidad de población (a más población, más competencia), puede ser un importante factor regulador de las poblaciones. El mejor ejemplo sobre competencia interespecífica es la de dos especies carnívoras que merodean en la misma área y se alimentan de las mismas especies; por ejemplo, los leones y las chitas. Los leones toman ventaja sobre otras especies carnívoras por su tendencia a la cooperación entre los miembros de la población y por su comportamiento social. Depredación: Es cuando un individuo perteneciente a una especie mata apresuradamente a otra para alimentarse de ella. El individuo que mata o caza a otros para comérselos se llama predador o depredador. El individuo que es cazado se llama presa. Si bien sirve para hacer circular la energía y los nutrientes por el ecosistema, la depredación puede también controlar la población y favorecer la selección natural eliminando a los menos aptos. Así pues, un conejo es un depredador de la hierba, del mismo modo que el zorro es un depredador de conejos. La depredación de las plantas incluye la defoliación y el consumo de semillas y frutos. La abundancia de los depredadores de plantas, o herbívoros, influye directamente sobre el crecimiento y la supervivencia de los carnívoros. Es decir, las interacciones depredador-preso a un determinado nivel trófico influyen sobre la relación depredador-presa en el siguiente. En ciertas comunidades, los depredadores llegan a reducir hasta tal punto las poblaciones de sus presas que en la misma zona pueden coexistir varias especies en competencia porque ninguna de ellas abunda lo suficiente como para controlar un recurso. No obstante, cuando disminuye el número de depredadores, o estos desaparecen, la especie dominante tiende a excluir a las competidoras, reduciendo así la diversidad de especies En una comunidad (el conjunto de seres vivos del ecosistema), una especie puede alimentarse de una o varias especies de presas. Si se considera como presa sólo a una especie, la relación que se establece da lugar a una serie de fluctuaciones periódicas en los censos de ambas poblaciones. Esto sucede porque la depredación aumenta cuanto mayor es el número de las presas y como consecuencia aumentará la población de depredadores. Si aumenta el número de cazadores disminuirá el número de presas. Por tanto, se establece un sistema de autorregulación de ambas poblaciones. Sin embargo, las fluctuaciones regulares entre depredador y presa son una excepción, puesto que la relación entre ambas poblaciones no suele ser independiente del resto de la comunidad. Parasitismo: Parasitismo, relación ecológica íntima entre dos organismos en la cual uno, el parásito, vive a expensas del otro, el huésped, del que depende para sus requerimientos nutricionales y de otro tipo. Entre otras relaciones similares se encuentran el comensalismo, en el que ninguna de las dos partes se beneficia, y el mutualismo, en el que ambas partes obtienen beneficio. Sin embargo, estas categorías se mezclan entre sí y aparecen relaciones del tipo depredador-presa intermedias; lo cual hace imposible una definición completa de parasitismo. Entre los parásitos se considera a los virus, bacterias, protozoos, hongos, plantas y animales; entre sus huéspedes se pueden incluir todas las especies de organismos, excepto los virus. Muchos parásitos utilizan dos o más huéspedes en sus ciclos de vida: un huésped final o definitivo y unos huéspedes intermedios en los que desarrollan una parte de su ciclo vital. Los vectores son huéspedes intermedios, que transmiten de forma activa a los parásitos de un huésped final a otro. Existen varias categorías de parásitos. Los microparásitos, como por ejemplo, las bacterias y los protozoos, son pequeños y se multiplican dentro de sus huéspedes mientras que los macroparásitos, como los gusanos filamentosos y los gusanos planos, son grandes y no se multiplican dentro de sus huéspedes definitivos. Los endoparásitos, como las tenias, viven en el interior de sus huéspedes, mientras que los ectoparásitos, por ejemplo, las pulgas, viven afuera. La relación puede ser temporal o permanente. La complejidad de la relación entre el huésped y el parásito puede ser ejemplificada por el parásito que provoca la malaria. Se trata de un protozoo endoparásito permanente que parásita células sanguíneas humanas y que se transmite a través de unos mosquitos que actúan como vectores. Los propios mosquitos son también ectoparásitos temporales. Muchos parásitos producen sólo pequeños daños en sus huéspedes pero otros son patógenos graves. Entre los patógenos de plantas se incluyen plantas superiores, como el muérdago y la cuscuta; hongos, como las royas y los tizones; y gusanos filamentosos, que atacan a árboles y a cultivos. Los parásitos de animales, entre ellos los de la especie humana, son aún más importantes ya que se calcula que más de la mitad de los seres humanos hospedan a una o más especies de parásitos, sobre todo en los trópicos. Las pérdidas sociales y económicas, en cuanto a muertes y enfermedades, son incalculables. Los parásitos de la malaria afectan a 350 millones de personas y matan entre 2 y 3 millones cada año. Los tripanosomas causan la enfermedad del sueño en África y la enfermedad de Chagas en América del Sur, y ambas afectan a casi 20 millones de personas. Los gusanos filamentosos infectan a más de 1.500 millones. Las filarias, que provocan las notables deformaciones conocidas como elefantiasis, afectan a unos 100 millones. Otros protozoos, como Coccidia, causan estragos en granjas de cría de aves de corral y la fiebre de las costas del este de África mata a millones de vacas cada año. Además, las enfermedades que causan los gusanos reducen, de forma drástica, la productividad de vacas, ovejas y cerdos, y hacen que millones de toneladas de carne resulten no aptas para el consumo. Algunos ectoparásitos, como las garrapatas, las pulgas, los ácaros, los piojos y las sanguijuelas, no sólo causan irritaciones y heridas sino que también pueden transmitir enfermedades. La peste, por ejemplo, es trasmitida por las pulgas. Otra gran variedad de parásitos afecta a muchos animales de interés comercial, como gusanos de seda, peces de cría y los mariscos. A causa de la estrecha relación huésped-parásito, los parásitos son de gran interés para los ecólogos y los evolucionistas. Sin embargo, su mayor importancia radica en las enfermedades que originan y en la enorme cantidad de esfuerzos que se emplean con el fin de controlarlos. Debido a que los parásitos están muy bien adaptados a sus modos de vida, son difíciles de destruir. Todos ellos desarrollan estrategias para evitar los mecanismos de defensa de sus huéspedes y muchos han conseguido ser resistentes a los medicamentos e insecticidas que se aplican para su control. Existen vacunas que pueden ser usadas contra muchos virus y bacterias, pero no hay vacunas realmente eficaces contra ningún protozoo parásito, gusanos helmínticos, ni hongos. Por lo tanto, los parásitos representan una amenaza constante, en particular muchos que apenas se conocían o se pensaba que eran inofensivos, como aquellos que provocan la pneumocistosis y la criptosporidiosis y que en la actualidad se reconocen como causantes de muertes en pacientes con el síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA). CAPITLO IV CONTAMINACION AMBIENTAL CONTAMINACION ATMOSFERICA Contaminación atmosférica, contaminación de la atmósfera por residuos o productos secundarios gaseosos, sólidos o líquidos, que pueden poner en peligro la salud de los seres humanos y producir daños en las plantas y los animales, atacar a distintos materiales, reducir la visibilidad o producir olores desagradables. Entre los contaminantes atmosféricos emitidos por fuentes naturales, sólo el radón, un gas radiactivo, es considerado un riesgo importante para la salud. Subproducto de la desintegración radiactiva de minerales de uranio contenidos en ciertos tipos de roca, el radón se filtra en los sótanos de las casas construidas sobre ella. Se da el caso, y según recientes estimaciones del gobierno de Estados Unidos, de que un 20% de los hogares del país contienen concentraciones de radón suficientemente elevadas como para representar un riesgo de cáncer de pulmón Los contaminantes atmosféricos más frecuentes y más ampliamente dispersos son el monóxido de carbono, el dióxido de azufre, los óxidos de nitrógeno, el ozono, el bióxido de carbono o las partículas en suspensión.. Muchos contaminantes proceden de fuentes fácilmente identificables; el dióxido de azufre, por ejemplo, procede de las centrales energéticas que queman carbón o petróleo. Otros se forman por la acción de la luz solar sobre materiales reactivos previamente emitidos a la atmósfera (los llamados precursores). Por ejemplo, el ozono, un peligroso contaminante que forma parte del smog, se produce por la interacción de hidrocarburos y óxidos de nitrógeno bajo la influencia de la luz solar. El ozono ha producido también graves daños en las cosechas. Por otra parte, el descubrimiento en la década de 1980 de que algunos contaminantes atmosféricos, como los clorofluorocarbonos (CFC), están produciendo una disminución de la capa de ozono protectora del planeta ha conducido a una supresión paulatina de estos productos. FUENTES CONTAMINATES La combustión de carbón, petróleo y gasolina es el origen de buena parte de los contaminantes atmosféricos. Más de un 80% del dióxido de azufre, un 50% de los óxidos de nitrógeno, y de un 30 a un 40% de las partículas en suspensión emitidos a la atmósfera proceden de las centrales eléctricas que queman combustibles fósiles, las calderas industriales y las calefacciones. Un 80% del monóxido de carbono y un 40% de los óxidos de nitrógeno e hidrocarburos emitidos proceden de la combustión de la gasolina en los motores de los vehículos. Otras importantes fuentes de contaminación son la siderurgia y las acerías, las fundiciones de zinc, plomo y cobre, las refinerías de petróleo, las fábricas de cemento y las fábricas de ácido nítrico y sulfúrico. EFECTOS A GRAN ESCALA Las altas chimeneas de las industrias no reducen la cantidad de contaminantes, simplemente los emiten a mayor altura, reduciendo así su concentración in situ. Estos contaminantes pueden ser transportados a gran distancia y producir sus efectos adversos en áreas muy alejadas del lugar donde tuvo lugar la emisión. El pH o acidez relativa de muchos lagos de agua dulce se ha visto alterado hasta tal punto que han quedado destruidas poblaciones enteras de peces. Las emisiones de dióxido de azufre y la subsiguiente formación de ácido sulfúrico pueden ser también responsables del ataque sufrido por las calizas y el mármol a grandes distancias. El creciente consumo de carbón y petróleo desde finales de la década de 1940 ha llevado a concentraciones cada vez mayores de dióxido de carbono. El efecto invernadero resultante, que permite la entrada de la energía solar, pero reduce la reemisión de rayos infrarrojos al espacio exterior, genera una tendencia al calentamiento que podría afectar al clima global y llevar al deshielo parcial de los casquetes polares. Los informes publicados en la década de 1990 indican que el efecto invernadero es un hecho y que las naciones del mundo deberían tomar medidas inmediatamente para ponerle solución EFECTOS DE LA CONTAMINACION ATMOSFERICA Efectos sobre la salud humana. Se conocen varios desastres causados por la contaminación del aire especialmente en las grandes ciudades. Algunas de las enfermedades más frecuentes asociadas con la contaminación ambiental son: • • • • El enfisema pulmonar consiste en la destrucción progresiva de los alvéolos pulmonares. La bronquitis y el asma bronquial se agravan por lo general en presencia del aire contaminado. El resfrió común y la neumonía también están asociados con la contaminación ambiental. El cáncer del pulmón también esta relacionado con la contaminación del aire. Recientemente se a encontrado que la frecuencia de cáncer pulmonar es mayor en las grandes ciudades que en el campo. El humo del cigarrillo es otro factor que incide directamente en el cáncer pulmonar.} Efectos sobre las plantas. • Esta plenamente comprobado que el aire contaminado causa graves daños en la vegetación, principalmente en los árboles frutales, las hortalizas y las plantas ornamentales. Uno de los gases que más daño causa en la vegetación es el oxido sulfuroso. Efectos sobre los materiales. • La contaminación de naturaleza ácida causan grandes destrozos en los materiales y las edificaciones, porque corroen los metales, desintegran los textiles, el papel y el mármol, así mismo, decoloran y dañan las pinturas. CONTAMINACION DEL AGUA Contaminación del agua, incorporación al agua de materias extrañas, como microorganismos, productos químicos, residuos industriales y de otros tipos, o aguas residuales. Estas materias deterioran la calidad del agua y la hacen inútil para los usos pretendidos. PRINCIPALES CONTAMINANTES DEL AGUA • Aguas residuales y otros residuos que demandan oxígeno (en su mayor parte materia orgánica, cuya descomposición produce la desoxigenación del agua). • Agentes infecciosos. • Nutrientes vegetales que pueden estimular el crecimiento de las plantas acuáticas. Éstas, a su vez, interfieren con los usos a los que se destina el agua y, al descomponerse, agotan el oxígeno disuelto y producen olores desagradables. • Productos químicos, incluyendo los pesticidas, diversos productos industriales, las sustancias tensioactivas contenidas en los detergentes, y los productos de la descomposición de otros compuestos orgánicos. • Petróleo, especialmente el procedente de los vertidos accidentales. • Minerales inorgánicos y compuestos químicos. • Sedimentos formados por partículas del suelo y minerales arrastrados por las tormentas y escorrentías desde las tierras de cultivo, los suelos sin protección, las explotaciones mineras, las carreteras y los derribos urbanos. • Sustancias radiactivas procedentes de los residuos producidos por la minería y el refinado del uranio y el torio, las centrales nucleares y el uso industrial, médico y científico de materiales radiactivos. El calor también puede ser considerado un contaminante cuando el vertido del agua empleada para la refrigeración de las fábricas y las centrales energéticas hace subir la temperatura del agua. EFECTOS DE LA CONTAMINACION DEL AGUA Los efectos de la contaminación del agua incluyen los que afectan a la salud humana. La presencia de nitratos (sales del ácido nítrico) en el agua potable puede producir una enfermedad infantil que en ocasiones es mortal. El cadmio presente en el agua y procedente de los vertidos industriales, de tuberías galvanizadas deterioradas, o de los fertilizantes derivados del cieno o lodo puede ser absorbido por las cosechas; de ser ingerido en cantidad suficiente, el metal puede producir un trastorno diarreico agudo, así como lesiones en el hígado y los riñones. Hace tiempo que se conoce o se sospecha de la peligrosidad de sustancias inorgánicas, como el mercurio, el arsénico y el plomo. Los lagos, charcas, lagunas y embalses, son especialmente vulnerables a la contaminación. En este caso, el problema es la eutrofización, que se produce cuando el agua se enriquece de modo artificial con nutrientes, lo que produce un crecimiento anormal de las plantas. Los fertilizantes químicos arrastrados por el agua desde los campos de cultivo contribuyen en gran medida a este proceso. El proceso de eutrofización puede ocasionar problemas estéticos, como mal sabor y olor del agua, y un cúmulo de algas o verdín que puede resultar estéticamente poco agradable, así como un crecimiento denso de las plantas con raíces, el agotamiento del oxígeno en las aguas más profundas y la acumulación de sedimentos en el fondo de los lagos, así como otros cambios químicos, tales como la precipitación del carbonato de calcio en las aguas duras. Otro problema cada vez más preocupante es la lluvia ácida, que ha dejado muchos lagos del norte y el este de Europa y del noreste de Norteamérica totalmente desprovistos de vida. CONTAMINACION MARINA Los vertidos que llegan directamente al mar contienen sustancias tóxicas que los organismos marinos absorben de forma inmediata. Además forman importantes depósitos en los ríos que suponen a su vez un desarrollo enorme de nuevos elementos contaminantes y un crecimiento excesivo de organismos indeseables. Estos depósitos proceden de las estaciones depuradoras, (especialmente en los puertos), del lavado de tanques y depósitos de los buques de carga (incluso petroleros), así como de una gran variedad de sustancias tóxicas orgánicas y químicas. LAS MAREAS NEGRAS Una de las agresiones a gran escala que sufren las aguas marinas son los vertidos de hidrocarburos. La puesta en servicio, durante la década de los setenta, de superpetroleros capaces de transportar hasta 500000 toneladas de crudo contribuyó de manera notable a aumentar los vertidos masivos de hidrocarburos al mar, tanto por las operaciones de limpieza de sus tanques como por los frecuentes accidentes de este tipo de barcos. Por otro lado, la proliferación de perforaciones marinas en busca de nuevos yacimientos petrolíferos, también sujetas a la posibilidad de sufrir accidentes de consecuencias comparables a las de las mareas negras, ha incrementado la frecuencia de estos vertidos. Cuando se produce el derramen de un hidrocarburo en el mar, éste se extiende rápidamente por toda la superficie del agua, favoreciendo así la evaporación del petróleo en función del tipo de hidrocarburo, la temperatura, el viento reinante, etc. A continuación, se verifica su dispersión por la superficie y en toda la masa de agua, a causa de procesos de disolución y emulsión. La película de hidrocarburo que cubre la superficie marina dificulta la evaporación y la oxigenación, con lo que frena el proceso de auto depuración de las aguas y retiene y concentra además otras sustancias contaminantes (detergentes, metales pesados, pesticidas, plaguicidas, etc.). Antes de que el crudo vertido pueda ser degradado por los procesos físicoquímicos (foto oxidación) y biológicos (gracias a la acción de microorganismos), o sedimentada, la capa superficial de hidrocarburos es arrastrada por el viento, ocasionando la contaminación del litoral. Por otro lado, parte de los hidrocarburos dispersados en el agua acaba por sedimentarse en el fondo marino, donde se degradan lentamente o, si se mezclan con la arena, prolongan sus efectos tóxicos durante muchos años. CONTAMINACION DEL SUELO A partir de los años cincuenta, el crecimiento demográfico ha provocado una expansión de las tierras cultivadas, con la consiguiente deforestación y desertización de amplias áreas de la Tierra, y ha estimulado la adopción de la agricultura industrial, basada en el empleo masivo de abonos artificiales, y en la mecanización de las faenas agrícolas La contaminación del suelo se define como la acumulación en éste de compuestos tóxicos persistentes, productos químicos, sales, materiales radiactivos o agentes patógenos, que tienen efectos adversos en el desarrollo de las plantas y la salud de los animales. La creciente cantidad de fertilizantes y otros productos químicos agrícolas que se utilizan indiscriminadamente por los agricultores. Aunque el empleo de fertilizantes que contienen nutrientes primarios, nitrógeno, fósforo y potasio, no ha producido contaminación de los suelos, la aplicación de elementos traza sí lo ha hecho. El riego de suelos áridos lleva frecuentemente a la contaminación por sales. El azufre procedente de los residuos industriales ha contaminado los suelos en el pasado, al igual que la acumulación de compuestos de arsénico tras años de fumigación de las cosechas con arseniato de plomo. La utilización de pesticidas ha llevado también a la contaminación a corto plazo del suelo. RESIDUOS DE PESTICIDAS La efectividad de un pesticida, así como los riesgos que representan sus residuos dañinos, dependen en gran medida del tiempo que éste perdura en el suelo. Por ejemplo, el DDT, un hidrocarburo clorado (diclorodifeniltricloreetano), tiene una vida media de tres años en suelos cultivados, mientras que los insecticidas fosforados sólo permanecen durante días o meses. Los hidrocarburos clorados persisten más tiempo en suelos con un alto contenido en materia orgánica, además es necesario emplear más cantidad del producto para aniquilar a las plagas. Los insecticidas se mantienen más tiempo si se introducen en el suelo en vez de dejarlos en la superficie. Los herbicidas aplicados a los suelos pueden no permanecer en absoluto o hacerlo durante dos años o más, dependiendo del compuesto. La simiazina es uno de los herbicidas más persistentes, aunque todos acaban desapareciendo por evaporación, lixiviación, absorción por las plantas, descomposición química y microbiana, así como por foto descomposición. PELIGRO DE LA INCORPORACION DE LOS PESTICIDAS EN LAS CADENAS TROFICAS Los compuestos orgánicos que contiene cloro, los organoclorados, no se degradan en el medio ambiente y se mantienen activos durante años, lo cual conlleva el grave peligro de que se incorporen a las cadenas tróficas. Así, por ejemplo, restos de vegetales que han sido espolvoreados con organoclorados son ingeridos por algún roedor, y éste es cazado por un gato, los organoclorados presentes en los tejidos del roedor pasarán al organismo del gato, el cual, al sentirse intoxicado, puede ir a morir a un entorno humano, a una granja, quizás, sobre unos sacos de forrajes. Posteriormente, los animales que consuman estos alimentos también incorporarán organoclorados a su organismo y, por consiguiente, en el caso de que se trate de una vaca, a su leche. Sino se lleva a cabo un análisis para detectar la presencia de cloro en la leche y ésta llega a comercializarse, el cloro pasará al cuerpo humano, donde permanecerá indefinidamente constituyendo una amenaza para la salud. El riesgo que suponen estos plaguicidas se despertó con el descubrimiento de elevadas tasas de acumulación de DDT en la grasa humana y, en particular, en la leche materna, muy por encima de los máximos permitidos en la Unión Europea para la leche de vaca. Paradójicamente, los pediatras deberían reflexionar antes de recomendar la vuelta a la lactancia materna, pues la leche de las madres puede tener mayor grado de toxicidad que la de las vacas. PROBLEMAS MEDIO AMBIENTALES La especie Homo sapiens, es decir, el ser humano, apareció tardíamente en la historia de la Tierra, pero ha sido capaz de modificar el medio ambiente con sus actividades.. Gracias a sus peculiares capacidades mentales y físicas, lograron escapar a las constricciones medioambientales que limitaban a otras especies y alterar el medio ambiente para adaptarlo a sus necesidades. Aunque los primeros humanos sin duda vivieron más o menos en armonía con el medio ambiente, como los demás animales, su alejamiento de la vida salvaje comenzó en la prehistoria, con la primera revolución agrícola. La capacidad de controlar y usar el fuego les permitió modificar o eliminar la vegetación natural, y la domesticación y pastoreo de animales herbívoros llevó al sobre pastoreo y a la erosión del suelo. El cultivo de plantas originó también la destrucción de la vegetación natural para hacer hueco a las cosechas y la demanda de leña condujo a la denudación de montañas y al agotamiento de bosques enteros. Los animales salvajes se cazaban por su carne y eran destruidos en caso de ser considerados plagas o depredadores. Mientras las poblaciones humanas siguieron siendo pequeñas y su tecnología modesta, su impacto sobre el medio ambiente fue solamente local. No obstante, al ir creciendo la población y mejorando y aumentando la tecnología, aparecieron problemas más significativos y generalizados. El rápido avance tecnológico producido tras la edad media culminó en la Revolución Industrial, que trajo consigo el descubrimiento, uso y explotación de los combustibles fósiles, así como la explotación intensiva de los recursos minerales de la Tierra. Fue con la Revolución Industrial cuando los seres humanos empezaron realmente a cambiar la faz del planeta, la naturaleza de su atmósfera y la calidad de su agua. Hoy, la demanda sin precedentes a la que el rápido crecimiento de la población humana y el desarrollo tecnológico someten al medio ambiente está produciendo un declive cada vez más acelerado en la calidad de éste y en su capacidad para sustentar la vida. EFECTO INVERNADERO Efecto invernadero, término que se aplica al papel que desempeña la atmósfera en el calentamiento de la superficie terrestre. La atmósfera es prácticamente transparente a la radiación solar de onda corta, absorbida por la superficie de la Tierra. Gran parte de esta radiación se vuelve a emitir hacia el espacio exterior con una longitud de onda correspondiente a los rayos infrarrojos, pero es reflejada de vuelta por gases como el dióxido de carbono, el metano, el óxido nitroso, los clorofluorocarbonos (CFC) y el ozono, presentes en la atmósfera. Este efecto de calentamiento es la base de las teorías relacionadas con el calentamiento global. El contenido en dióxido de carbono de la atmósfera se ha incrementado aproximadamente un 30% desde 1750, como consecuencia del uso de combustibles fósiles como el petróleo, el gas y el carbón; la destrucción de bosques tropicales por el método de cortar y quemar también ha sido un factor relevante que ha influido en el ciclo del carbono. El efecto neto de estos incrementos podría ser un aumento global de la temperatura, estimado entre 1,4 y 5,8 ºC entre 2010 y 2100. Este calentamiento puede originar importantes cambios climáticos, afectando a las cosechas y haciendo que suba el nivel de los océanos. De ocurrir esto, millones de personas se verían afectadas por las inundaciones. Se están intentado distinto esfuerzo internacional para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. En 1997 se reunieron en Kioto representantes de los países integrantes de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático, creada en el seno de la Cumbre sobre la Tierra ( Cumbre de Río), celebrada en Río de Janeiro en 1992. En el Protocolo de Kioto se estableció que los países desarrollados debían reducir sus emisiones de gases causantes del efecto invernadero en un 5,2% para el año 2012 respecto a sus emisiones en el año 1990. El protocolo entró en vigor en febrero de 2005, tres meses después de que Rusia lo ratificara y se alcanzaran las exigencias del propio protocolo, que señalaba que para que entrara en vigor debía ser ratificado por al menos 55 países desarrollados cuyas emisiones de gases de efecto invernadero sumaran el 55% del total. CALENTAMIENTO GLOBAL DE LA TIERRA Calentamiento global, aumento de la temperatura de la Tierra debido al uso de combustibles fósiles y a otros procesos industriales que llevan a una acumulación de gases invernadero (dióxido de carbono, metano, óxido nitroso y clorofluorocarbonos) en la atmósfera. Desde 1896 se sabe que el dióxido de carbono ayuda a impedir que los rayos infrarrojos escapen al espacio, lo que hace que se mantenga una temperatura relativamente cálida en nuestro planeta (efecto invernadero). Sin embargo, el incremento de los niveles de dióxido de carbono puede provocar un aumento de la temperatura global, lo que podría originar importantes cambios climáticos con graves implicaciones para la productividad agrícola. En enero de 2001 la Comisión Intergubernamental de la Organización de las Naciones Unidas (ONU) sobre el Cambio Climático presentó un informe en el que se ponía de manifiesto que la temperatura media de la Tierra había aumentado 0,6 grados en el siglo XX. Asimismo este informe prevé que la temperatura media del planeta subirá entre 1,4 y 5,8 ºC. Este aumento provocará cambios en el nivel del mar (desde finales de la década de 1960 ha crecido entre 0,1 y 0,2 m y aumentará entre 0,09 y 0,88 m entre 1990 y 2100), disminución de la cubierta de hielo y nieve (desde finales de la década de 1960 ha disminuido un 10%) y aumento de la temperatura media de los océanos. LA LLUVIA ACIDA El problema de la lluvia ácida tuvo su origen en la Revolución Industrial, y no ha dejado de empeorar desde entonces. Hace tiempo que se reconoce la gravedad de sus efectos a escala local, como ejemplifican los periodos de smog ácido en áreas muy industrializadas, así como su gran capacidad destructiva en zonas alejadas de la fuente contaminante. Una extensa área que ha sido objeto de múltiples estudios es el norte de Europa, donde la lluvia ácida ha erosionado estructuras, dañado los bosques y las cosechas, y puesto en peligro o diezmado la vida en los lagos de agua dulce. La preocupación por la lluvia ácida quedó de manifiesto por primera vez en foros internacionales de relevancia, como en la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Ambiente Humano celebrada en Estocolmo (Suecia) en 1972. En este encuentro, el gobierno sueco presentó una ponencia titulada “Polución del aire a través de las fronteras nacionales: el impacto del azufre del aire y la precipitación sobre el ambiente”. En este estudio se ponía de manifiesto cómo los residuos oxidados de azufre, vertidos al aire por las instalaciones industriales alimentadas por combustibles fósiles situadas lejos de las fronteras suecas (en especial las centrales térmicas británicas), dañaban los ecosistemas del país nórdico al ser arrastrados por los vientos, transformándose en la atmósfera en ácido sulfúrico, y precipitar en el suelo y en las aguas interiores en forma de lluvia ácida. FORMACION DE LA LLUVIA ACIDA La mayor parte de las sustancias acidificantes vertidas al aire son el dióxido de azufre y los óxidos de nitrógeno. Se comenta aquí, como ejemplo, la ruta de acidificación del azufre: una gran parte del dióxido de azufre es oxidado a trióxido de azufre, que es muy inestable y pasa rápidamente a ácido sulfúrico. La oxidación catalítica del dióxido de azufre es también rápida. Se cree que en las gotas de agua se produce la oxidación implicando oxígeno molecular y, como catalizadores, sales de hierro y manganeso procedentes de la combustión del carbón. Además, puede producirse oxidación fotoquímica por la acción del ozono. En cualquier caso, la consecuencia es la formación de niebla con alto contenido en ácido sulfúrico. DAÑOS MEDIOAMBIENTALES La lluvia ácida provoca impactos ambientales importantes. Ciertos ecosistemas son más susceptibles que otros a la acidificación. Típicamente, éstos tienen normalmente suelos poco profundos, no calcáreos, formados por partículas gruesas que yacen sobre un manto duro y poco permeable de granito, o cuarcita. En estos ecosistemas puede producirse una alteración de la capacidad de los suelos para descomponer la materia orgánica, interfiriendo en el reciclaje de nutrientes. En cualquier caso, además de los daños a los suelos, hay que resaltar los producidos directamente a las plantas, ya sea a las partes subterráneas o a las aéreas, que pueden sufrir abrasión (las hojas se amarillean). Además, la producción primaria puede verse afectada por la toxicidad directa o por la lixiviación de nutrientes a través de las hojas. Hay también evidencias incontrovertibles de daños producidos en los ecosistemas acuáticos de agua dulce, donde las comunidades vegetales y animales han sido afectadas, hasta el punto de que las poblaciones de peces se han reducido e incluso extinguido al caer el pH por debajo de 5. DESTRUCCION DE LA CAPA DE OZONO Capa de ozono, zona de la atmósfera que abarca entre los 20 y 40 Km. por encima de la superficie de la Tierra, en la que se concentra casi todo el ozono atmosférico. En ella se producen concentraciones de ozono de hasta 10 partes por millón (ppm). El ozono se forma por acción de la luz solar sobre el oxígeno. Esto lleva ocurriendo muchos millones de años, pero los compuestos naturales de nitrógeno presentes en la atmósfera parecen ser responsables de que la concentración de ozono haya permanecido a un nivel razonablemente estable. A nivel del suelo, unas concentraciones tan elevadas son peligrosas para la salud, pero dado que la capa de ozono protege a la vida del planeta de la radiación ultravioleta cancerígena, su importancia es inestimable. Por ello, los científicos se preocuparon al descubrir, en la década de 1970, que ciertos productos químicos llamados clorofluorocarbonos, o CFC (compuestos del flúor), usados durante largo tiempo como refrigerantes y como propelentes en los aerosoles, representaban una posible amenaza para la capa de ozono. Al ser liberados en la atmósfera, estos productos químicos, que contienen cloro, ascienden y se descomponen por acción de la luz solar, liberando átomos de cloro que reaccionan fuertemente con las moléculas de ozono; el monóxido de cloro resultante puede, a su vez, reaccionar con un átomo de oxígeno, liberando otro átomo de cloro que puede iniciar de nuevo el ciclo. Otros productos químicos, como los halo carbonos de bromo, y los óxidos de nitrógeno de los fertilizantes, son también lesivos para la capa de ozono. Las primeras evidencias sobre la destrucción del ozono debida a los CFC se remontan a la década de 1970 y llevaron a la firma, en 1985, del Convenio de Viena para la Protección de la Capa de Ozono, cuyo principal cometido era fomentar la investigación y la cooperación entre los distintos países. En mayo de ese mismo año, varios científicos británicos publicaron un documento que revelaba y confirmaba la disminución espectacular de la capa de ozono sobre la Antártida. El llamado agujero de la capa de ozono aparece durante la primavera antártica, y dura varios meses antes de cerrarse de nuevo. Otros estudios, realizados mediante globos de gran altura y satélites meteorológicos, indicaban que el porcentaje global de ozono en la capa de ozono de la Antártida estaba descendiendo. Vuelos realizados sobre las regiones del Ártico, descubrieron que en ellas se gestaba un problema similar. Estas pruebas llevaron a que, el 16 de septiembre de 1987, varios países firmaran el Protocolo de Montreal sobre las sustancias que agotan la capa de ozono con el fin de intentar reducir, escalonadamente, la producción de CFC y otras sustancias químicas que destruyen el ozono. En 1989 la Comunidad Europea (hoy Unión Europea) propuso la prohibición total del uso de CFC durante la década de 1990. En 1991, con el fin de estudiar la pérdida de ozono global, la NASA lanzó el Satélite de Investigación de la Atmósfera Superior, de 7 toneladas. En órbita sobre la Tierra a una altitud de 600 Km., la nave mide las variaciones en las concentraciones de ozono a diferentes altitudes, y suministra datos completos sobre la química de la atmósfera superior. Como consecuencia de los acuerdos alcanzados en el Protocolo de Montreal, la producción de CFC en los países desarrollados cesó casi por completo a finales de 1995. En los países en vías de desarrollo los CFC se van a ir retirando progresivamente hasta eliminarse por completo en el año 2010, así lo esperamos. Los CFC y otras sustancias químicas que destruyen el ozono pueden permanecer en la atmósfera durante décadas, por lo que a pesar del progreso que se ha logrado para eliminar gradualmente estos productos, la destrucción del ozono estratosférico continuará en los próximos años. Así, en septiembre de 2003, el agujero en la capa de ozono sobre la Antártica alcanzó una superficie de unos 28 millones de kilómetros cuadrados, inferior al récord registrado en el año 2000, cuando alcanzó 29,78 millones de kilómetros cuadrados. A pesar de las dimensiones del agujero de ozono, los científicos prevén que, si las medidas del Protocolo de Montreal se siguen aplicando, la capa de ozono comenzará a restablecerse en un futuro próximo y llegará a recuperarse por completo a mediados del siglo XXI. LA CONTAMINACION RADIACTIVA El uso energético y militar de la energía nuclear ha introducido nuevos riesgos de contaminación, cuyos efectos sobre el medio ambiente pueden ser catastróficos. A diferencia de los productos químicos, la mayoría de los cuales pueden ser descompuestos por procesos naturales que reducen en parte su peligrosidad, los átomos radiactivos sólo pierden su actividad a una velocidad constante e inmutable. Además de la radiación natural, la contaminación radiactiva proviene de las fugas radiactivas en las centrales nucleares y el de los cementerios de residuos nucleares. Las radiaciones ionizantes pueden producir anomalías cromosómicas como las trisomías y las monosomías. Se trata de transformaciones patológicas aparecidas ante o después de la concepción y que así mismo se presentan a menudo en células cancerosas de la leucemia mieloide, y la mayor parte de las víctimas de meningiomas tienen un solo cromosoma 22 en lugar de dos. Existen además anomalías invisibles en el ADN. Un ejemplo típico es la desaparición de una base en un gene, que da origen a "parajes vacíos" potencialmente cancerígenos. Se cree que modificaciones del ADN cromosómico son la causa de esta multiplicación desenfrenada; los genes protooncogénicos y los genes antioncogénicos, responsables de la regulación de la división celular, resultarían alterados por las radiaciones. Investigadores británicos han constatado que en los distritos próximos a las centrales nucleares, la tasa de mortandad por leucemia, sobre todo por leucemias linfoides, así como por la enfermedad de Hodgkin, en niños y jóvenes de menos de veinticuatro años ha sido en los últimos años un 15% superior a la tasa correspondiente para la misma clase de edad en las poblaciones no expuestas. Jaime Iparraguirre Morillo. Roberta Espejo Dávila. UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL FACULTAD DE EDUCACIÓN CENTRO DE COMPLEMENTACIÓN Y CAPACITACIÓN PEDAGOGICA UNIVERSITARIA EN EDUCACIÓN CECCPUE PROGRAMA DE COMPLEMENTACIÓN UNIVERSITARIA EN EDUCACIÓN PROCUNED ASIGNATURA: CODIGO: ECOLOGIA EDR 202 DOCENTES: JAIME IPARRAGUIRRE MORILLO ROBERTA ESPEJO DÁVILA LIMA – PERÚ