TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO SEMESTRE FEB – JUN 2022 INSTITUTO TECNOLÓGICO DEL ESTADO DE OAXACA INGENIERÍA CIVIL DESARROLLO SUSTENTABLE ACD0908 ACTIVIDADES UNIDAD 2 ARQ. ISABEL QUINTANA RUIZ ALUMNO: RUIZ HERNÁNDEZ DENILSON AGUSTÍN 2.1 ECOSISTEMAS El concepto de ecosistema es especialmente interesante para comprender el funcionamiento de la naturaleza y multitud de cuestiones ambientales que se tratarán con detalle en próximos capítulos. Hay que insistir en que la vida humana se desarrolla en estrecha relación con la naturaleza y que su funcionamiento nos afecta totalmente. Es un error considerar que nuestros avances tecnológicos: coches, grandes casas, industria, etc. nos permiten vivir al margen del resto de la biosfera y el estudio de los ecosistemas, de su estructura y de su funcionamiento, nos demuestra la profundidad de estas relaciones. Definición de Ecosistema Los ecosistemas son sistemas complejos como el bosque, el río o el lago, formados por un conjunto de elementos fisicoquímicos (el biotopo) y biológicos (la biocenosis o comunidad de organismos), y por las interacciones de los organismos entre sí y con el medio físico. El ecosistema es el nivel de organización de la naturaleza que interesa a la ecología. En la naturaleza los átomos están organizados en moléculas y estas en células. Las células forman tejidos y estos órganos que se reúnen en sistemas, como el digestivo o el circulatorio. Un organismo vivo está formado por varios sistemas anatómico-fisiológicos íntimamente unidos entre sí. ORGANIZACIÓN BIOLÓGICA La organización de la naturaleza en niveles superiores al de los organismos es la que interesa a la ecología. Los organismos viven en poblaciones que se estructuran en comunidades. El concepto de ecosistema aún es más amplio que el de comunidad porque un ecosistema incluye, además de la comunidad, el ambiente no vivo, con todas las características de clima, temperatura, sustancias químicas presentes, condiciones geológicas, etc. El ecosistema estudia las relaciones que mantienen entre sí los seres vivos que componen la comunidad, pero también las relaciones con los factores no vivos. Unidad de estudio de la Ecología El ecosistema es la unidad de trabajo, estudio e investigación de la Ecología. Es un sistema complejo en el que interactúan los seres vivos entre sí y con el conjunto de factores no vivos que forman el ambiente: temperatura, sustancias químicas presentes, clima, características geológicas, etc. La ecología estudia a la naturaleza como un gran conjunto en el que las condiciones físicas y los seres vivos interactúan entre sí en un complejo entramado de relaciones. En ocasiones el estudio ecológico se centra en un campo de trabajo muy local y específico, pero en otros casos se interesa por cuestiones muy generales. Un ecólogo puede estar estudiando cómo afectan las condiciones de luz y temperatura a las encinas, mientras otro estudia como fluye la energía en la selva tropical; pero lo específico de la ecología es que siempre estudia las relaciones entre los organismos y de estos con el medio no vivo, es decir, el ecosistema. Ejemplos de ecosistemas La ecósfera (Biósfera) en su conjunto es el ecosistema mayor. Abarca todo el planeta y reúne a todos los seres vivos en sus relaciones con el ambiente no vivo de toda la Tierra. Pero dentro de este gran sistema hay subsistemas que son ecosistemas más delimitados. Así, por ejemplo, el océano, un lago, un bosque, o incluso, un árbol, o una manzana que se esté pudriendo son ecosistemas que poseen patrones de funcionamiento en los que podemos encontrar paralelismos fundamentales que nos permiten agruparlos en el concepto de ecosistema. Estudio del ecosistema Al estudiar los ecosistemas interesa más el conocimiento de las relaciones entre los elementos, que el cómo son estos elementos. Los seres vivos concretos le interesan al ecólogo por la función que cumplen en el ecosistema, no en sí mismos como le pueden interesar al zoólogo o al botánico. Para el estudio del ecosistema es indiferente, en cierta forma, que el depredador sea un león o un tiburón. La función que cumplen en el flujo de energía y en el ciclo de los materiales son similares y es lo que interesa en ecología. Como sistema complejo que es, cualquier variación en un componente del sistema repercutirá en todos los demás componentes. Por eso son tan importantes las relaciones que se establecen. Los ecosistemas se estudian analizando las relaciones alimentarias, los ciclos de la materia y los flujos de energía Relaciones Alimentarias La vida necesita un aporte continuo de energía que llega a la Tierra desde el Sol y pasa de unos organismos a otros a través de la cadena trófica (mostrada a continuación). Las redes de alimentación (reunión de todas las cadenas tróficas) comienzan en las plantas (productores) que captan la energía luminosa con su actividad fotosintética y la convierten en energía química almacenada en moléculas orgánicas. Las plantas son devoradas por otros seres vivos que forman el nivel trófico de los consumidores primarios (herbívoros). La cadena alimentaria más corta estaría formada por los dos eslabones citados (ej.: elefantes alimentándose de la vegetación). Pero los herbívoros suelen ser presa, generalmente, de los carnívoros (depredadores) que son consumidores secundarios en el ecosistema. Ejemplos de cadenas alimentarias de tres eslabones serían: Las cadenas alimentarias suelen tener, como mucho, cuatro o cinco eslabones seis constituyen ya un caso excepcional-. Ej. de cadena larga sería: Pero las cadenas alimentarias 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. Las diferentes cadenas alimentarias no están aisladas en el ecosistema, sino que forman un entramado entre sí y se suele hablar de red trófica. Una representación muy útil para estudiar todo este entramado trófico son las pirámides de biomasa, energía o nº de individuos. En ellas se ponen varios pisos con su anchura o su superficie proporcional a la magnitud representada. En el piso bajo se sitúan los productores; por encima los consumidores de primer orden (herbívoros), después los de segundo orden (carnívoros) y así sucesivamente. Ciclos de la materia Los seres vivos están formados fundamentalmente por oxígeno, hidrógeno, carbono y nitrógeno que, en conjunto, componen más del 95% de su peso. Estos elementos también se encuentran en la naturaleza no viva, como la atmósfera (O2, N2 y CO2), suelo (H2O, nitratos, fosfatos y otras sales) y rocas (fosfatos, carbonatos, etc.). Son captados por los vegetales (autótrofos) de la tierra y el aire y transformados en moléculas orgánicas como carbohidratos, lípidos, aminoácidos, etc., base de la alimentación para herbívoros (heterótrofos) de donde obtienen energía. Los ciclos de la materia o también conocidos como ciclos biogeoquímicos, son activados directa o indirectamente por la energía que proviene del Sol. Una sustancia química puede ser parte de un organismo en un momento y parte del ambiente del organismo en otro. Gracias a estos ciclos es posible que los elementos se encuentren disponibles para ser usados una y otra vez por otros organismos; sin estos la vida se extinguiría. Hay tres tipos los cuales están interconectados: • • • Ciclos gaseosos, los nutrientes circulan principalmente entre el agua y los organismos vivos y los elementos son reciclados rápidamente (horas o días). Los principales ciclos gaseosos son los del carbono, oxígeno y nitrógeno. Ciclos sedimentarios, los nutrientes circulan principalmente en la corteza terrestre (suelo y sedimentos) la hidrosfera y los organismos vivos. Los elementos son reciclados más lentamente que los ciclos anteriores, retenidos en las rocas sedimentarias. El fósforo y el azufre son dos de los 36 elementos reciclados de esta manera. Ciclo hidrológico; el agua circula entre el océano, el aire, la tierra y los organismos vivos. Este ciclo también distribuye el calor solar sobre la superficie del planeta. Las superficies cubiertas por bosques ejercen un efecto regulador sobre el micro-clima local, ya que son áreas boscosas que regulan el agua que cae en el invierno y permite en época estival constituirse en refugio de distintas especies de fauna y permite la germinación de especies nativas. Funcionamiento del Ecosistema (Flujo Energético) El funcionamiento de todos los ecosistemas es parecido. Todos necesitan una fuente de energía que, fluyendo a través de los distintos componentes del ecosistema, mantiene la vida y moviliza el agua, los minerales y otros componentes físicos del ecosistema. La fuente primera y principal de energía es el sol. En todos los ecosistemas existe, además, un movimiento continuo de los materiales. Los diferentes elementos químicos pasan del suelo, el agua o el aire a los organismos y de unos seres vivos a otros, hasta que vuelven, cerrándose el ciclo, al suelo o al agua o al aire. En el ecosistema la materia se recicla (en un ciclo cerrado) y la energía pasa (fluye) generando organización en el sistema. CONCLUSIÓN En conclusión podemos decir que un ecosistema es una colección de comunidades biológicas específicas, como plantas, animales y microorganismos (biomas), y espacios específicos, que interactúan como una unidad funcional. Como resultado de estas interacciones que se dan entre el medio ambiente y las especies y entre especies, se establecen equilibrios biológicos y ecológicos. El ser humano, como todos los seres vivos, se encuentra formando parte de los ecosistemas. Los ecosistemas son el soporte principal para que la vida del ser humano sea posible, de ellos adquiere, no solo alimento (vegetales, hongos y animales), sino todos aquellos recursos que se encuentran en su medio físico (agua, madera, combustibles fósiles, rocas, etc.) usados para satisfacer las necesidades del mismo. Los ecosistemas son fundamentales para la existencia de cualquier tipo de vida, ya que estos brindan una gran cantidad de bienes y servicios. Asegurar el equilibrio natural de todos los tipos de ecosistemas es muy importante para que la naturaleza pueda continuar con su curso, pero ya desde hace años estos se están viendo gravemente afectados por la intervención del ser humano. Proteger los ecosistemas puede evitar el aceleramiento del cambio climático y el auge de conflictos sociales por la escasez de bienes, como pueden ser el agua por la desaparición de acuíferos, o los alimentos por la pérdida de fertilidad del suelo. Además, su protección ayuda a la mejora de la salud de las personas y evita la proliferación de nuevas enfermedades. Además, se asegura un ambiente favorable para las generaciones futuras. 2.2 LOS CICLOS BIOGEOQUIMICOS La materia circula desde los seres vivos hacia el ambiente abiótico, y viceversa. Esa circulación constituye los ciclos biogeoquímicos, que son los movimientos de agua, de carbono, oxígeno, nitrógeno, fósforo, azufre y otros elementos que en forma permanente se conectan con los componentes bióticos y abióticos de la Tierra. Las sustancias utilizadas por los seres vivos no se "pierden" aunque pueden llegar a sitios donde resultan inaccesibles para los organismos por un largo período. Sin embargo, casi siempre la materia se reutiliza y a menudo circula varias veces, tanto dentro de los ecosistemas como fuera de ellos. Nuestro planeta actúa como un sistema cerrado donde la cantidad de materia existente permanece constante, pero sufre permanentes cambios en su estado químico dando lugar a la producción de compuestos simples y complejos. Es por ello que los ciclos de los elementos químicos gobiernan la vida sobre la Tierra, partiendo desde un estado elemental para formar componentes inorgánicos, luego orgánicos y regresar a su estado elemental. En las cadenas alimentarias, los productores utilizan la materia inorgánica y la convierten en orgánica, que será la fuente alimenticia para todos los consumidores. La importancia de los descomponedores radica en la conversión que hacen de la materia orgánica en inorgánica, actuando sobre los restos depositados en la tierra y las aguas. Esos compuestos inorgánicos quedan a disposición de los distintos productores que inician nuevamente el ciclo. Los ciclos biogeoquímicos más importantes corresponden al agua, oxígeno, carbono y nitrógeno. Gracias a estos ciclos es posible que los elementos principales (carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre) estén disponibles para ser usados una y otra vez por otros organismos. Los ciclos biogeoquímicos pueden ser gaseosos, sedimentarios y mixtos. Ciclos gaseosos • Los elementos casi siempre se distribuyen tanto en la atmósfera como en el agua y de ahí a los organismos, y así sucesivamente. • Los elementos que cumplen ciclos gaseosos son el carbono, el oxígeno y el nitrógeno. • La transformación de elementos de un estado a otro es relativamente rápida. Ciclos sedimentarios • Son aquellos donde los elementos permanecen formando parte de la tierra, ya sea en las rocas o en el fondo marino, y de ahí a los organismos. En estos, la transformación y recuperación de estos elementos es mucho más lenta. Ejemplos de ciclos sedimentarios son el del fósforo y el del azufre. Ciclos mixtos • El ciclo del agua es una combinación de los ciclos gaseoso y sedimentario, ya que esa sustancia permanece tanto en la atmósfera como en la corteza terrestre. Los ciclos biogeoquímicos más importantes corresponden al agua, oxígeno, carbono y nitrógeno. EL AGUA Toda el agua de la Tierra forma la hidrosfera, que se distribuye en tres reservorios principales: los océanos, los continentes y la atmósfera. Entre estos reservorios existe una circulación continua. Alrededor del 70% de la superficie del planeta está cubierta por las aguas de los océanos, lagos, ríos, arroyos, manantiales y glaciares. Al perforar el subsuelo, por lo general se puede encontrar agua a profundidades diversas (agua subterránea o mantos freáticos). La luz solar es la fuente de energía térmica necesaria para el paso del agua desde las fases líquida y sólida a la fase de vapor, y también es el origen de las circulaciones atmosféricas que transportan el vapor de agua y mueven las nubes. Ciclo del agua Los rayos solares calientan las aguas. El vapor sube a la troposfera en forma de gotitas. El agua se evapora y se concentra en las nubes. El viento traslada las nubes desde los océanos hacia los continentes. Diagrama del ciclo del agua A medida que se asciende bajan las temperaturas, por lo que el vapor se condensa. Es así que se desencadenan precipitaciones en forma de lluvia y nieve. El agua caída forma los ríos y circula por ellos. Además, el agua se infiltra en la tierra y se incorpora a las aguas subterráneas (mantos freáticos). Por último, el agua de los ríos y del subsuelo desemboca en los mares. EL CARBONO Es uno de los elementos más importantes de la naturaleza. Combinado con oxígeno forma dióxido de carbono (CO2) y monóxido de carbono (CO). La atmósfera contiene alrededor de 0.03 % de dióxido de carbono. Es el elemento básico de los compuestos orgánicos (hidratos de carbono, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos). El carbono también forma parte de sales llamadas carbonatos, como el carbonato de sodio (Na2CO3) y el carbonato de calcio (CaCO3), entre otras. Ciclo del carbono El carbono, como dióxido de carbono, inicia su ciclo de la siguiente manera: Durante la fotosíntesis, los organismos productores (vegetales terrestres y acuáticos) absorben el dióxido de carbono, ya sea disuelto en el aire o en el agua, para transformarlo en compuestos orgánicos. Los consumidores primarios se alimentan de esos productores utilizando y degradando los elementos de carbono presentes en la materia orgánica. Gran parte de ese carbono es liberado en forma de CO2 por la respiración, mientras que otra parte se almacena en los tejidos animales y pasa a los carnívoros (consumidores secundarios), que se alimentan de los herbívoros. Es así como el carbono pasa a los animales colaborando en la formación de materia orgánica. Los organismos de respiración aeróbica (los que utilizan oxígeno) aprovechan la glucosa durante ese proceso y al degradarla, es decir, cuando es utilizada en su metabolismo, el carbono que la forma se libera para convertirse nuevamente en dióxido de carbono que regresa a la atmósfera o al agua. Los desechos de las plantas, de los animales y de restos de organismos se descomponen por la acción de hongos y bacterias. Durante este proceso de putrefacción por parte de los descomponedores, se desprende CO2. Diagrama del ciclo del carbono En niveles profundos del planeta, el carbono contribuye a la formación de combustibles fósiles, como el petróleo. Este importante compuesto se ha originado de los restos de organismos que vivieron hace miles de años. Durante las erupciones volcánicas se libera parte del carbono constituyente de las rocas de la corteza terrestre. Una parte del dióxido de carbono disuelto en las aguas marinas ayuda a determinados organismos a formar estructuras como los caparazones de los caracoles de mar. Al morir, los restos de sus estructuras se depositan en el fondo del mar. Con el paso del tiempo, el carbono se disuelve en el agua y es utilizado nuevamente durante su ciclo. Los océanos contienen alrededor del 71% del carbono del planeta en forma de carbonato y bicarbonato. Un 3% adicional se encuentra en la materia orgánica muerta y el fitoplancton. El carbón fósil representa un 22%. Los ecosistemas terrestres, donde los bosques constituyen la principal reserva, contienen alrededor del 3-4% del carbono total, mientras que un pequeño porcentaje se encuentra en la atmósfera circulante y es utilizado en la fotosíntesis. EL OXÍGENO La atmósfera posee un 21% de oxígeno, y es la reserva fundamental utilizable por los organismos vivos. Además, forma parte del agua y de todo tipo de moléculas orgánicas. Ciclo del oxígeno El ciclo del oxígeno está estrechamente vinculado al del carbono, ya que el proceso por el cual el carbono es asimilado por las plantas (fotosíntesis) da lugar a la devolución del oxígeno a la atmósfera, mientras que en el proceso de respiración ocurre el efecto contrario. Otra parte del ciclo natural del oxígeno con notable interés indirecto para los organismos vivos es su conversión en ozono (O3). Las moléculas de O2, activadas por las radiaciones muy energéticas de onda corta, se rompen en átomos libres de oxígeno (O) que reaccionan con otras moléculas de O2, formando ozono. Esta reacción se produce en la estratosfera y es reversible, de forma que el ozono vuelve a convertirse en oxígeno absorbiendo radiaciones ultravioletas. EL NITRÓGENO La reserva fundamental es la atmósfera, que está compuesta por un 78% de nitrógeno. No obstante, la mayoría de los seres vivos no lo puede utilizar en forma directa, con lo cual dependen de los minerales presentes en el suelo para su utilización. En los organismos productores el nitrógeno ingresa en forma de nitratos, y en los consumidores en forma de grupos amino. Existen algunas bacterias especiales que pueden utilizar directamente el nitrógeno atmosférico. Esas bacterias juegan un papel muy importante en el ciclo al hacer la fijación del nitrógeno. De esta forma convierten el nitrógeno en otras formas químicas como amonio y nitratos, para que puedan ser aprovechadas por las plantas. Ciclo del nitrógeno Está compuesto por las siguientes etapas. 1- Fijación: se produce cuando el nitrógeno atmosférico (N2) es transformado en amoníaco (NH3) por bacterias presentes en los suelos y en las aguas. Las bacterias del género Rhizobium sp. viven en simbiosis dentro de los nódulos que hay en las raíces de plantas leguminosas. En ambientes acuáticos, las cianobacterias son importantes fijadoras de nitrógeno. 2- Amonificación: es la transformación de compuestos nitrogenados orgánicos en amoníaco. En los animales, el metabolismo de los compuestos nitrogenados da lugar a la formación de amoníaco, siendo eliminado por la orina como urea (humanos y otros mamíferos), ácido úrico (aves e insectos) o directamente en amoníaco (algunos peces y organismos acuáticos). Estas sustancias son transformadas en amoníaco o en amonio por los descomponedores presentes en los suelos y aguas. Ese amoníaco queda a disposición de otro tipo de bacterias en las siguientes etapas. 3- Nitrificación: es la transformación del amoníaco o amonio (NH4+) en nitritos (NO2–) por un grupo de bacterias del género Nitrosomas para luego esos nitritos convertirse en nitratos (NO3–) mediante otras bacterias del género Nitrobacter. 4- Asimilación: las plantas toman el amonio (NH4+) y el nitrato (NO3–) por las raíces para poder utilizarlos en su metabolismo. Usan esos átomos de nitrógeno para la síntesis de clorofila, de proteínas y de ácidos nucleicos (ADN y ARN). Los consumidores obtienen el nitrógeno al alimentarse de plantas y de otros animales. 5- Desnitrificación: proceso llevado a cabo por bacterias desnitrificantes que necesitan utilizar el oxígeno para su respiración en suelos poco aireados y mal drenados. Para ello, degradan los nitratos y liberan el nitrógeno no utilizado a la atmósfera. Diagrama del ciclo del nitrógeno NITRIFICACIÓN: transformación bacteriana de amoníaco en nitritos y luego en nitratos. DESNITRIFICACIÓN: transformación bacteriana de nitratos no utilizados en nitrógeno atmosférico. AMONIFICACIÓN: transformación de los desechos orgánicos en amoníaco. ASIMILACIÓN: absorción de nitratos y amonio por las raíces de las plantas. FIJACIÓN: transformación bacteriana del nitrógeno atmosférico en compuestos nitrogenados. EL FÓSFORO La proporción de fósforo en la materia viva es bastante pequeña, pero el papel que desempeña es vital. Es componente de los ácidos nucleicos como el ADN. Se encuentra presente en los huesos y piezas dentarias. En la fotosíntesis y en la respiración celular, muchas sustancias intermedias están combinadas con el fósforo, tal el caso del trifosfato de adenosina (ATP) que almacena energía. El fósforo es el principal factor limitante del crecimiento para los ecosistemas, porque su ciclo está muy relacionado con su movimiento entre los continentes y los océanos. La mayor reserva de fósforo está en la corteza terrestre y en los depósitos de rocas marinas. El fósforo se encuentra en forma de fosfatos (sales) de calcio, hierro, aluminio y manganeso. Ciclo del fósforo La lluvia disuelve los fosfatos presentes en los suelos y los pone a disposición de los vegetales. El lavado de los suelos y el arrastre de los organismos vivos fertilizan los océanos y mares. Parte del fósforo incorporado a los peces es extraído por aves acuáticas que lo llevan a la tierra por medio de la defecación (guano). Otra parte del fósforo contenido en organismos acuáticos va al fondo de las rocas marinas cuando éstos mueren. Las bacterias fosfatizantes que están en los suelos transforman el fósforo presente en cadáveres y excrementos en fosfatos disueltos, que son absorbidos por las raíces de los vegetales. Diagrama del ciclo del fósforo EL AZUFRE El azufre está presente dentro de todos los organismos en pequeñas cantidades, principalmente en los aminoácidos (sustancias que dan lugar a la formación de proteínas). Es esencial para que tanto vegetales como animales puedan realizar diversas funciones. Las mayores reservas de azufre están en el agua del mar y en rocas sedimentarias. Desde el mar pasa a la atmósfera por los vientos y el oleaje. Ciclo del azufre Gran parte del azufre que llega a la atmósfera proviene de las erupciones volcánicas, de las industrias, vehículos, etc. Una vez en la atmósfera, llega a la tierra con las lluvias en forma de sulfatos y sulfitos. Cuando el azufre llega al suelo, los vegetales lo incorporan a través de las raíces en forma de sulfatos solubles. Parte del azufre presente en los organismos vivos queda en los suelos cuando éstos mueren. La descomposición de la materia orgánica produce ácido sulfhídrico, de mal olor, devolviendo azufre a la atmósfera. Ciclo del azufre Flujo de energía El ecosistema se mantiene en funcionamiento gracias al flujo de energía que va pasando de un nivel al siguiente. La energía fluye a través de la cadena alimentaria sólo en una dirección: va siempre desde el sol, a través de los productores a los descomponedores. La energía entra en el ecosistema en forma de energía luminosa y sale en forma de energía calorífica que ya no puede reutilizarse para mantener otro ecosistema en funcionamiento. Por esto no es posible un ciclo de la energía similar al de los elementos químicos. Papel de los Organismos Los organismos puede ser productores o consumidores en cuanto al flujo de energía a través de un ecosistema. Los productores convierten la energía ambiental en enlaces de carbono, como los encontrados en el azúcar glucosa. Los ejemplos más destacados de productores son las plantas; ellas usan, por medio de la fotosíntesis, la energía de la luz solar para convertir el dióxido de carbono en glucosa (u otro azúcar). Las algas y las cianobacterias también son productores fotosintetizadores, como las plantas. Otros productores son las bacterias que viven en algunas profundidades oceánicas. Estas bacterias toman la energía de productos químicos provenientes del interior de la Tierra y con ella producen azúcares. Otras bacterias que viven bajo tierra también pueden producir azúcares usando la energía de sustancias inorgánicas. Otro término para productores es autótrofos. Los consumidores obtienen su energía de los enlaces de carbono originados por los productores. Otro término para un consumidor es heterótrofo. Es posible distinguir 4 tipos de heterótrofos en base a lo que comen: Consumidor Nivel trófico Fuente alimenticia 1. Herbívoros primario plantas 2. Carnívoros secundario o superior animales 3. Omnívoros todos los niveles plantas y animales 4. Detritívoros --------------- detrito El nivel trófico se refiere a la posición de los organismos en la cadena alimenticia, estando los autótrofos en la base. Un organismo que se alimente de autótrofos es llamado herbívoro o consumidor primario; uno que coma herbívoros es un carnívoro o consumidor secundario. Un carnívoro que coma carnívoros que se alimentan de herbívoros es un consumidor terciario, y así sucesivamente. 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. Flujo de Energía a través del Ecosistema El diagrama anterior muestra como la energía (flechas oscuras) y los nutrientes inorgánicos (flechas claras) fluyen a través del ecosistema. Debemos, primeramente, aclarar algunos conceptos. La energía "fluye" a través del ecosistema como enlaces carbono-carbono. Cuando ocurre respiración, los enlaces carbono-carbono se rompen y el carbono se combina con el oxígeno para formar dióxido de carbono (CO2). Este proceso libera energía, la que es usada por el organismo (para mover sus músculos, digerir alimento, excretar desechos, pensar, etc.) o perdida en forma de calor. Las flechas oscuras en el diagrama representan el movimiento de esta energía. Observe que toda la energía proviene del sol, y que el destino final de toda la energía es perderse en forma de calor. ¡La energía no se recicla en los ecosistemas! Los nutrientes inorgánicos son el otro componente mostrado en el diagrama. Ellos son inorgánicos debido a que no contienen uniones carbono-carbono. Algunos de estos nutrientes inorgánicos son el fósforo en sus dientes, huesos y membranas celulares; el nitrógeno en sus aminoácidos (las piezas básicas de las proteínas); y el hierro en su sangre (para nombrar solamente unos pocos nutrientes inorgánicos). El flujo de los nutrientes se representa con flechas claras. Observe que los autótrofos obtienen estos nutrientes inorgánicos del 'almacén' de nutrientes inorgánicos (usualmente el suelo o el agua que rodea la planta). Estos nutrientes inorgánicos son pasados de organismo a organismo cuando uno es consumido por otro. Al final, todos los organismos mueren y se convierten en detrito, alimento para los descomponedores. En esta etapa, la energía restante es extraída (y perdida como calor) y los nutrientes inorgánicos son regresados al suelo o agua para ser utilizados de nuevo. Los nutrientes inorgánicos son reciclados, la energía no. 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. Cadenas y Redes Alimenticias 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: Aun cuando se dijo que la cadena alimenticia es del consumidor final al productor, se acostumbra representar al productor a la izquierda (o abajo) y al consumidor final a la derecha (o arriba). Ud. debe ser capaz de analizar la anterior cadena alimenticia e identificar los autótrofos y los heterótrofos, y clasificarlos como herbívoro, carnívoro, etc. Igualmente, debe reconocer que el halcón es un consumidor cuaternario. Desde luego, el mundo real es mucho más complicado que una simple cadena alimenticia. Aun 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. Una representación más realista de quien come a quien se llama red alimenticia, como se muestra a continuación: Solamente cuando vemos una representación de una red alimenticia como la anterior, es que la definición dada arriba de cadena alimenticia tiene sentido. 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. La red alimenticia anterior consiste de cadenas alimenticias de pastoreo ya que en la base se encuentran productores que son consumidos por herbívoros. Aun cuando este tipo de cadenas es importante, en la naturaleza son más comunes las cadenas alimenticias con base en los detritos en las cuales se encuentran descomponedores en la base. Pirámides Un concepto muy importante es el de biomasa. Un principio general es que, mientras más alejado esté un nivel trófico de su fuente (detrito o productor), menos biomasa contendrá (aquí entendemos por biomasa al peso combinado de todos los organismos en el nivel trófico). Esta reducción en la biomasa se debe a varias razones: 1. no todos los organismos en los niveles inferiores son comidos 2. no todo lo que es comido es digerido 3. siempre se pierde energía en forma de calor Es importante recordar que es más fácil detectar la disminución en el número si lo vemos en términos de biomasa. No es confiable el número de organismos en este caso debido a la gran variación en la biomasa de organismos individuales. Por ejemplo, algunos animales pequeños se alimentan de los frutos de árboles. En términos de peso combinado, los árboles de un bosque superan a los animales, pero, de hecho, hay más individuos de los animales que de los árboles; ahora bien, un árbol individual puede ser muy grande, con un peso de cientos de kilos, mientras que un animal individual (en el caso que estamos analizando) puede pesar, quizás, un kilo. Hay unas pocas excepciones al esquema de pirámide de biomasa. Una de ellas se encuentra en sistemas acuáticos donde las algas pueden ser superadas, en número y en masa, por los organismos que se alimentan de las algas. Las algas pueden soportar la mayor biomasa del siguiente nivel trófico solamente porque ellas pueden reproducirse tan rápidamente como son comidas. De esta manera, ellas nunca son completamente consumidas. Es interesante notar que esta excepción a la regla de la pirámide de biomasa también es una excepción parcial a por lo menos 2 de las 3 razones para la pirámide de biomasa dadas arriba. Aunque no todas las algas son consumidas, sí lo son la mayoría de ellas, y aunque no son totalmente digeribles, las algas son, en términos generales, mucho más nutritivas que las plantas leñosas (la mayoría de los organismos no pueden digerir la madera y extraer energía de ella). Magnificación Biológica La magnificación biológica es la tendencia de los contaminantes a concentrarse en niveles tróficos sucesivos. Con mucha frecuencia, esto va en detrimento de los organismos en los cuales se concentran estos materiales ya que casi siempre las sustancias contaminantes son tóxicas. La biomagnificación sucede cuando los organismos en la base de la cadena alimenticia concentran el material por encima de su concentración en el suelo o agua que los rodea. Como vimos antes, los productores toman los nutrientes inorgánicos de su ambiente. Ya que una deficiencia de estos nutrientes puede limitar el crecimiento del productor, los productores harán el mayor esfuerzo para obtener los nutrientes; con frecuencia, gastan considerable energía para incorporarlos en sus cuerpos y, aún incorporar más de lo necesario en el momento y lo almacenan. El problema se presenta cuando un producto contaminante, como el DDT o mercurio, se presenta en el ambiente. Estos contaminantes se asemejan, químicamente, a nutrientes inorgánicos esenciales por lo que son incorporados y almacenados "por error". Este es el primer paso en la biomagnificación; el contaminante se encuentra a una concentración mayor dentro del productor que en el ambiente. La segunda etapa de la biomagnificación sucede cuando es comido el productor. En nuestra discusión sobre la pirámide de biomasa vimos que relativamente poca energía pasa de un nivel trófico al siguiente. Esto significa que un consumidor (de cualquier nivel) tiene que consumir mucha biomasa del nivel trófico inferior. Si esa biomasa contiene el contaminante, éste será consumido en grandes cantidades por el consumidor. Los contaminantes que se biomagnifican tienen otra característica: no solamente son adquiridos por los productores, sino que, también son absorbidos y almacenados en los cuerpos de los consumidores. Esto sucede con frecuencia con contaminantes solubles en grasas como el DDT o los PCB. Estos materiales son adquiridos a través de los productores y se mueven a la grasa de los consumidores. Si el consumidor es capturado y comido, su grasa es digerida y el contaminante se traslada a la grasa del nuevo consumidor. De esta manera, aumenta la concentración del contaminante en los tejidos grasos de los consumidores. Usualmente los contaminantes solubles en agua no pueden biomagnificarse de esta manera debido a que se disuelven en los fluidos corporales del consumidor. Ya que todos los organismos pierden agua al ambiente, los contaminantes se pierden junto con el agua. Pero, la grasa no se pierde. El "mejor" ejemplo de biomagnificación es la del DDT. Este pesticida (insecticida) de larga duración permitió mejorías en la salud humana en muchos países por eliminación de insectos como los mosquitos que transmiten enfermedades. El DDT es efectivo debido a que no se descompone en el ambiente; es tomado por los organismos del ambiente e incorporado en su grasa. En muchos organismos (incluyendo humanos), no hace un daño real, pero, sin embargo, en otros el DDT es letal o puede tener efectos a largo plazo más insidiosos. Por ejemplo, en las aves el DDT interfiere con el depósito de calcio en las cáscaras de los huevos. Los huevos puestos son muy suaves y se rompen fácilmente; las aves afectadas de esta manera no son capaces de reproducirse y esto causa una reducción en el número de ellas. Estos casos eran tan claros en 1960 que llevaron a la científica Rachel Carson a postular una "primavera silenciosa" sin el canto de las aves. Su libro "Silent Spring" condujo a la prohibición del DDT, la búsqueda de pesticidas que no biomagnifiquen, y el nacimiento del movimiento ambiental "moderno". Luego de esta prohibición, algunas aves como el águila calva de Estados Unidos, ha podido recuperarse. Irónicamente, muchos de los pesticidas que reemplazaron al DDT son más peligrosos para los humanos. En resumen: Para que haya biomagnificación de un contaminante, deben darse las siguientes condiciones: 1. El contaminante debe tener una larga vida. 2. El contaminante debe ser concentrado por los productores. 3. El contaminante debe ser soluble en grasa. Cadenas Alimenticias Humanas vs. Naturales La civilización humana depende de la agricultura. Solamente con la agricultura podrían unas pocas personas alimentar al resto de la población; el resto de la población que no tiene que producir alimentos puede entonces dedicarse a hacer todas las cosas que asociamos con "civilización". Agricultura significa manipular el ambiente para favorecer las especies de plantas que comemos. En esencia, los humanos manipulamos la competencia, permitiendo que prosperen las especies favorecidas (cultivos) y reprimiendo aquellas especies que podrían competir con ellas (malezas). Es decir, con la agricultura estamos creando un ecosistema muy simple; como mucho, solamente tiene tres niveles - productores (cultivos), consumidores primarios (ganado, humanos) y consumidores secundarios (humanos). Con esto, poca energía se pierde antes de llegar a los humanos ya que hay muy pocos niveles tróficos. Esto es bueno para los humanos, pero, ¿qué tipo de "ecosistema" hemos creado? Los ecosistemas agrícolas tienen varios problemas. En primer lugar, creamos monocultivos (campos con un solo cultivo); esto hace más fácil sembrar, desyerbar, y cosechar, pero también coloca muchas plantas similares en un área pequeña, creando una situación ideal para las enfermedades y las plagas de insectos. En los ecosistemas naturales, las plantas de una especie están, con frecuencia, esparcidas. Los insectos, que comúnmente se especializan en alimentarse de una especie vegetal en particular, tienen problemas en encontrar las plantas esparcidas. Sin alimento, las poblaciones de insectos se mantienen a raya. Ahora bien, en un campo de maíz, aún el insecto más inepto puede encontrar una nueva planta con un simple salto. Igualmente, las enfermedades se diseminan más fácilmente si las plantas están próximas. Es necesario usar muchos productos químicos (pesticidas) para mantener el monocultivo. Otro problema con la agricultura humana es que dependemos de relativamente pocas especies vegetales alimenticias. Si en un año fallan, a nivel mundial, los cultivos de maíz y arroz, nos veríamos en apuros para alimentar a todo el mundo (aunque hay que reconocer que tampoco estamos haciendo un buen trabajo ahora). Los ecosistemas naturales usualmente tienen fuentes alternativas de alimento en caso de que una fuente falte. Finalmente, un problema asociado con los agroecosistemas es el problema del reciclaje de los nutrientes inorgánicos. En un ecosistema natural, cuando una planta muere cae al suelo y se descompone, y sus nutrientes inorgánicos son regresados al suelo del que fueron tomados. En agricultura, sin embargo, cosechamos el cultivo, llevamos lejos la cosecha y, al final, los eliminamos por los sistemas sanitarios siendo arrastrados por los ríos hacia el océano. Aparte del problema de contaminación del agua que esto crea, es obvio que los nutrientes no son regresados a los campos. Ellos tienen que ser repuestos por medio de fertilizantes químicos, lo que significa minería, transportación, electricidad, etc., sin olvidar que los fertilizantes químicos tienden a disolverse y contaminar, aún más, las aguas. Se dispone de algunas soluciones a estos problemas, pero, al mismo tiempo, ellas crean nuevos problemas. La agricultura de labranza cero usa herbicidas para eliminar las malezas; entonces se siembra el cultivo a través de las plantas muertas sin labrar el suelo. Esto reduce la erosión del suelo, pero los mismos herbicidas puede dañar los ecosistemas. En muchas áreas se ha usado las aguas servidas de ciudades para que sirvan de fertilizantes. Esto reduce las necesidades de fertilizantes químicos, pero requiere de demasiado energía para transportar el material. Además, si no se tiene cuidados, productos como químicos para el hogar y metales pesados pueden contaminar esos productos que se biomagnificarían en los cultivos que luego nos comeríamos. CONCLUSIÓN Después de leer, analizar, sintetizar, comprender y relacionar estos ciclos biogeoquímicos con nuestra vida cotidiana, una de mis conclusiones es que todos los seres vivos estamos constituidos por átomos, dos o más de ellos forman moléculas, estas a su vez forman órganos y tejidos. A las moléculas que constituyen organismos vivos se les conoce como biomoléculas estas biomoléculas están formadas por átomos que son necesarias para todo ser vivo, a los cuales se les llama bioelementos. Los bioelementos son utilizados por los organismos para organizar sus propias biomoléculas y realizar distintas funciones, los obtienen de la materia que hay en nuestro medio ambiente. Esta materia circula por todo el medio ambiente y viaja por los ecosistemas de manera cíclica, es así como estos recorridos de la materia se les conoce como ciclos biogeoquímicos. En mi conclusión general los ciclos biogeoquímicos son de vital importancia, ya que permiten que los bioelementos se encuentren disponibles para utilizarse una y otra vez, transformándolos y recirculándolos en la atmosfera, la hidrosfera, la litosfera y la biosfera, es decir cada uno de estos ciclos es de suma importancia en la vida de todo nuestro planeta. 2.3 BIODIVERSIDAD La biodiversidad o diversidad biológica es la variedad de la vida. Este reciente concepto incluye varios niveles de la organización biológica. Abarca a la diversidad de especies de plantas y animales que viven en un sitio, a su variabilidad genética, a los ecosistemas de los cuales forman parte estas especies y a los paisajes o regiones en donde se ubican los ecosistemas. También incluye los procesos ecológicos y evolutivos que se dan a nivel de genes, especies, ecosistemas y paisajes. El concepto fue acuñado en 1985, en el Foro Nacional sobre la Diversidad Biológica de Estados Unidos. Edward O. Wilson (1929 - ), entomólogo de la Universidad de Harvard y prolífico escritor sobre el tema de conservación, quien tituló la publicación de los resultados del foro en 1988 como “Biodiversidad”. VARIABILIDAD GENÉTICA La variabilidad genética es una medida de la tendencia de los genotipos de una población a diferenciarse. Los individuos de una misma especie no son idénticos. Si bien, son reconocibles como pertenecientes a la misma especie, existen muchas diferencias en su forma, función y comportamiento. En cada una de las características que podamos nombrar de un organismo existirán variaciones dentro de la especie. Los casos más evidentes de variabilidad genética de las especies son las especies domesticadas, en donde los seres humanos utilizamos la variabilidad para crear razas y variedades de maíces, frijoles, manzanas, calabazas, caballos, vacas, borregos, perros y gatos, entre otros. Gran parte de la variación en los individuos proviene de los genes, es decir, es variabilidad genética. La variabilidad genética se origina por mutaciones, recombinaciones y alteraciones en el cariotipo (el número, forma, tamaño y ordenación interna de los cromosomas). Los procesos que dirigen o eliminan variabilidad genética son la selección natural y la deriva genética. La variabilidad genética permite la evolución de las especies, ya que en cada generación solamente una fracción de la población sobrevive y se reproduce transmitiendo características particulares a su progenie. Diversidad de Especies Por diversidad de especies se entiende la variedad de especies existentes en una región. Esa diversidad puede medirse de muchas maneras, y los científicos no se han puesto de acuerdo sobre cuál es el mejor método. El número de especies de una región -su "riqueza" en especies- es una medida que a menudo se utiliza, pero una medida más precisa, la "diversidad taxonómica" tiene en cuenta la estrecha relación existente entre unas especies y otras. Por ejemplo: una isla en la que habitan dos especies de pájaros y una especie de lagartos tiene mayor diversidad taxonómica que una isla en que hay tres especies de pájaros, pero ninguna de lagartos. Por lo tanto, aun cuando haya más especies de escarabajos terrestres que de todas las otras especies combinadas, ellos no influyen sobre la diversidad de las especies, porque están relacionados muy estrechamente. Análogamente, es mucho mayor el número de las especies que viven en tierra que las que viven en el mar, pero las especies terrestres están más estrechamente vinculadas entre sí que las especies oceánicas, por lo cual la diversidad es mayor en los ecosistemas marítimos que lo que sugeriría una cuenta estricta de las especies. La diversidad de especies se refiere esencialmente al número de diferentes especies presentes en un área determinada (ecosistema, país, región, continente, etc.) y se conoce también como "riqueza de especies". La distribución global de la diversidad de especies depende de varias condiciones: • Los gradientes latitudinales: a menor latitud, o sea, con la cercanía hacia la línea ecuatorial, el número de especies aumenta, mientras que hacia los polos (mayor latitud) disminuye. • Los gradientes de altitud: en los ecosistemas terrestres la diversidad de especies generalmente disminuye con la altura. En los Andes este fenómeno es patente desde la Amazonía hacia las alturas andinas, donde cerca de la línea de nieves perpetuas el número de especies es más bajo. • Los gradientes de precipitación: las zonas desérticas y áridas tienen menos diversidad de especies que las zonas más lluviosas. Esto en nuestro país se hace evidente comparando la diversidad de especies entre el desierto costero, las lomas y las vertientes andinas. El desierto costero tiene muy baja diversidad, que va en aumento en proporción directa con la precipitación. Los estudios sobre la diversidad de especies a nivel local y global son aún incipientes, y se necesitan mayores datos. Se conoce una mínima parte de los seres vivos existentes y sólo para ciertos grupos (mamíferos, aves, reptiles, peces y plantas con flores) los conocimientos son bastante completos. En base a la distribución de las especies a nivel local y mundial, y con fines de ubicar las áreas más importantes para conservación se determinan varios aspectos, con prioridad en: • Centros de diversidad de especies: especialmente referidos a la diversidad de todas las especies; la presencia de especies endémicas, y la presencia de especies en situación crítica. • Extinción de especies y áreas críticas: desde el siglo XVII es posible tener datos sobre extinción de especies y en los últimos decenios se ha recogido información más detallada al respecto. Se sabe que desde el siglo XVI se han extinguido unas 484 especies de especies conocidas. Del Perú se conoce la extinción de la chinchilla silvestre. DIVERSIDAD DE ECOSISTEMAS Los ecosistemas son las comunidades de organismos que interactúan y el medio ambiente en que viven. El ecosistema se define, también como el conjunto formado por una biocenosis (biótica) -parte animada de un ecosistema- y un biotopo (abiótica) -parte inanimada de un ecosistema-. La biocenosis –a su turno- se define como la comunidad de organismos, plantas y animales, que ocupan determinado hábitat. Todos los animales, vegetales y microorganismos que viven en un determinado hábitat forman un biosistema. Sus relaciones de dependencia, alimentación y desarrollo forman comunidades que llevan el nombre de biocenosis. Una biocenosis es, pues, todos los seres vivos que coexisten en un hábitat y las relaciones que se establecen entre ellos. En la biocenosis se dan diferentes grados de sociabilidad, dependiendo de la densidad de especies de un mismo tipo en un lugar. Cada comunidad biocenótica tiene una estructura horizontal, la sociabilidad, y una estructura vertical, o estratificación. No se trata simplemente de ensamblajes de especies, sino de sistemas combinados de materia orgánica e inorgánica y fuerzas naturales que interactúan y cambian. Los ecosistemas se hallan entretejidos de forma intrincada por la cadena alimentaria y los ciclos de nutrientes. Son sumas vivientes más grandes que las partes que los integran. Su complejidad y dinamismo contribuyen a su productividad, pero hacen de su manejo todo un desafío. Entre las especies se establecen diferentes tipos de relaciones de interdependencia, que pueden ser: de competencia, por el espacio, el alimento, la luz o el agua, o de dependencia. Los ecosistemas tienden al equilibrio entre las comunidades biocenóticas y el clima y el suelo. Así, a las relaciones que establecen estas comunidades con el medio, el clima, la litología, el agua, el suelo y el topoclima, se le llama ecosistema. Dentro de cada biocenosis existe, como norma general, una especie vegetal que destaca sobre las demás por su presencia y abundancia. Esta especie se desarrolla casi independientemente de su cortejo. El cortejo lo forman todas las especies que comparten las mismas condiciones generales de vida Las Grandes Biocenosis Terrestres Región polar y subpolar Estas son las regiones frías de la Tierra. Aquí nos encontramos con dos tipos de biocenosis: la tundra y la taiga. Hábitat templado El hábitat de los climas templados propiamente dichos es donde progresan: el bosque caducifolio, típico de Europa, y el bosque mixto de planifolias y coníferas. La fauna de los bosques templados está sometida al ritmo de las cuatro estaciones. Los fenómenos más característicos son la hibernación y la migración. Hábitat templado cálido Éste es también una zona de clima templado, pero ya en la zona de transición con los climas tropicales. En él podemos diferenciar dos biocenosis fundamentales: el bosque mediterráneo y el subtropical húmedo. Hábitat continental: la estepa El clima continental genera formaciones de estepa, en la que dominan las gramíneas y escasean los árboles. Hábitat árido El hábitat árido contiene varias características limitantes para el desarrollo de la vegetación, los suelos y la fauna: falta el agua, las temperaturas extremas y los vientos fuertes y violentos. Hábitat tropical Se caracteriza por tener dos estaciones, una seca y otra húmeda, pero, además, las temperaturas son altas durante todo el año. Distinguiremos la estepa con espinosos, el matorral espinoso tropical y el bosque tropical seco y monzónico. Hábitat ecuatorial El clima ecuatorial se caracteriza por las altas temperaturas y las frecuentes precipitaciones, pero, además, por su estabilidad. Los suelos más comunes son los ferralíticos, a menudo con caparazón, muy lixiviados, con poco humus y ácidos. Se ha de distinguir: los bosques ombrófilos y semiombrófilos, el manglar y la sabana. A lo largo de la historia el hombre ha sabido utilizar diferentes especies de la naturaleza como recurso para procurarse alimento, vivienda, vestido, medicinas y confort. Las primeras modificaciones antrópicas de la biocenosis vienen de la mano de la agricultura y la ganadería. Este proceso supuso la selección de determinadas especies, que llevó a la introducción de especies alóctonas en hábitats donde no existían los frutos considerados como recurso. De todos modos, es en el siglo XIX cuando parece el modo de producción capitalista industrial. Esto implica una nueva selección de especies cultivadas, menos variada. Cuando se habla de ecosistemas, la escala y el tamaño son esenciales. Se presume frecuentemente que las áreas con ecosistemas culminantes abrigan mayor diversidad que las áreas más jóvenes. Sin embargo, un área con un mosaico de sistemas en diferentes etapas es probablemente más diversa que la misma región en su punto culminante con tal que cada sistema ocupe un área grande. En muchos ejemplos, las actividades humanas mantienen artificialmente ecosistemas en etapas más jóvenes; así, en regiones que han estado bajo la influencia humana por períodos largos, especialmente en las regiones templadas, el mantenimiento de niveles existentes de diversidad puede involucrar el mantenimiento de por lo menos los paisajes y ecosistemas parcialmente atribuibles al hombre, juntos con áreas de tamaño adecuado de ecosistemas naturales en su punto culminante. Clasificación de ecosistemas del World Resources Institute Ecosistema de praderas Las praderas albergan por lo menos a 1.000 millones de seres humanos y exhiben algunos de los fenómenos naturales más asombrosos de mundo: enormes desplazamientos migratorios de grandes manadas de ñus en África, caribúes en América del Norte y antílopes tibetanos en Asia. Ecosistemas de agua dulce Por lo menos 1.500 millones de personas dependen del agua subterránea como su única fuente de agua de beber. Ecosistemas forestales Agroecosistemas Ecosistemas costeros La agricultura enfrenta un Hoy en día, El 40% de la desafío enorme muchos países en población del pues debe desarrollo mundo vive en un satisfacer las dependen de la radio de 100 km de necesidades de extracción de la línea costera, un 1.700 millones de madera para área que personas más en obtener divisas. Al escasamente los próximos 20 mismo tiempo, representa el 20% años millones de de la masa personas en los terrestre. países tropicales todavía se valen de los bosques para satisfacer todas sus necesidades. CONCLUSIÓN Podemos concluir diciendo la pérdida de la biodiversidad equivale a la pérdida de la calidad de nuestra vida como especie y, en caso extremo, nuestra propia extinción. Ya que el valor esencial de la biodiversidad reside en que es resultado de un proceso histórico natural de gran antigüedad. Por esta razón, la diversidad biológica tiene el inalienable derecho de continuar su existencia. El hombre y su cultura, como producto y parte de esta diversidad, debe velar por protegerla y respetarla. Su perdida es el más importante e irreversible, efecto directo o indirecto de las actividades humanas. Por mucho tiempo hemos disfrutado gratis de los productos de la naturaleza, ahora conocidos como "servicios ambientales", como el oxígeno, el agua limpia, el suelo fértil, la polinización de flores que resulta en la producción de frutos, entre otros muchos. Sin embargo, no les hemos dado el valor necesario, hasta ahora que empiezan a ser escasos. 2.4 HIDROSFERA La hidrosfera engloba la totalidad de las aguas del planeta, incluidos los océanos, mares, lagos, ríos y las aguas subterráneas. Este elemento juega un papel fundamental al posibilitar la existencia de vida sobre la Tierra, pero su cada vez mayor nivel de alteración puede convertir el agua de un medio necesario para la vida en un mecanismo de destrucción de la vida animal y vegetal. A) El agua salada: océanos y mares El agua salada ocupa el 71% de la superficie de la Tierra y se distribuye en los siguientes océanos: El océano Pacífico, el de mayor extensión, representa la tercera parte de la superficie de todo el planeta. Se sitúa entre el continente americano y Asia y Oceanía. El océano Atlántico ocupa el segundo lugar en extensión. Se sitúa entre América y los continentes europeo y africano. El océano Índico es el de menor extensión. Queda delimitado por Asia al Norte, África al Oeste y Oceanía al Este. El océano Glacial Ártico se halla situado alrededor del Polo Norte y está cubierto por un inmenso casquete de hielo permanente. El océano Glacial Antártico rodea la Antártida y se sitúa al Sur de los océanos Pacífico, Atlántico e Índico. Los márgenes de los océanos cercanos a las costas, más o menos aislados por la existencia de islas o por penetrar hacia el interior de los continentes, suelen recibir el nombre de mares. B) El agua dulce El agua dulce, que representa solamente el 3% del agua total del planeta, se localiza en los continentes y en los Polos. En forma líquida en ríos, lagos y acuíferos subterráneos y en forma de nieve y hielo en los glaciares de las cimas más altas de la Tierra y en las enormes masas de hielo acumuladas entorno al Polo Norte y sobre la Antártida. C) El ciclo del agua En la Tierra el agua se encuentra en permanente circulación, realiza un círculo continuo llamado ciclo del agua. El agua de los océanos, lagos y ríos y la humedad de las zonas con abundante vegetación se evapora debido al calor. Cuando este vapor de agua se eleva comienza a enfriarse y a condensarse en forma de nubes, hasta que finalmente precipita en forma de lluvia, nieve o granizo. El ciclo se cierra con el retorno del agua de las precipitaciones al mar, la escorrentía, a través de las corrientes superficiales, los ríos, y de los flujos subterráneos del agua infiltrada en el subsuelo, los acuíferos. LITOSFERA La litosfera es la capa externa de la Tierra y está formada por materiales sólidos, engloba la corteza continental, de entre 20 y 70 Km. de espesor, y la corteza oceánica o parte superficial del manto consolidado, de unos 10 Km. de espesor. Se presenta dividida en placas tectónicas que se desplazan lentamente sobre la astenosfera, capa de material fluido que se encuentra sobre el manto superior. Las tierras emergidas son las que se hallan situadas sobre el nivel del mar y ocupan el 29% de la superficie del planeta. Su distribución es muy irregular, concentrándose principalmente en el hemisferio norte o continental, dominando los océanos en el hemisferio sur o marítimo. Las tierras emergidas se hallan repartidas en seis continentes: Asia: Es el continente de más superficie, se extiende de Este a Oeste en el hemisferio norte, aunque su parte meridional se interna en la zona tropical. Europa: En realidad es una gran península situada al Oeste del continente asiático o euroasiático. La separación entre Asia y Europa se ha fijado de forma convencional en los montes Urales, el río Ural y la cordillera del Cáucaso. África: Situado al Suroeste de Asia y Sur de Europa, predominantemente en la zona intertropical, pero es mucho más ancho en el hemisferio norte que en el hemisferio sur. América: Este continente se organiza en sentido de los meridianos y se distribuye tanto en el hemisferio norte como en el hemisferio sur. Debido a esta distinta situación de sus partes y a sus formas diferenciadas, suele hablarse de dos subcontinentes o incluso de dos continentes, América del Norte y América del Sur. La Antártida: Es el único continente cubierto permanentemente por una gran masa de hielo, ya que se sitúa en su totalidad en el Polo Sur. Oceanía: No es un conjunto continuo de tierras emergidas como el resto de los continentes, está formado por un número muy elevado de islas de tamaños y formas muy distintas, situadas al Sureste de Asia y en el océano Pacífico. ATMOSFERA La Tierra está rodeada por una envoltura gaseosa llamada atmósfera, que es imprescindible para la existencia de vida, pero su contaminación por la actividad humana puede provocar cambios que repercutan en ella de forma definitiva. La atmósfera tiene un grosor aproximado de 1.000 km. y se divide en capas de grosor y características distintas: La troposfera es la capa inferior que se halla en contacto con la superficie de la Tierra y alcanza un grosor de unos 10 km. Hace posible la existencia de plantas y animales, ya que en su composición se encuentran la mayor parte de los gases que estos seres necesitan para vivir. Además, aquí ocurren todos los fenómenos meteorológicos y actúa de regulador de la temperatura del planeta, ya que el denominado efecto invernadero hace que la temperatura no llegue a valores extremos ni aumente o disminuya bruscamente, al ser absorbido el calor por las partículas de vapor de agua de las nubes. La estratosfera es la capa intermedia, situada entre los 10 y los 80 km. En la estratosfera la temperatura aumenta y el aire se enrarece hasta tal punto que los seres vivos no podrían sobrevivir en ella. Sin embargo, es fundamental por tener la función de filtro de las radiaciones solares ultravioleta, gracias a la existencia en ella de la denominada capa de ozono. La ionosfera es la capa superior y la de mayores dimensiones, en ella el aire se enrarece cada vez más y la temperatura aumenta considerablemente. CONCLUSIÓN Las capas de la tierra nos proveen de muchos recursos naturales que son indispensables para nuestra supervivencia en este planeta, cada una de las capas de nuestro planeta nos provee una diferente cosa igual de importante que la otra. Entre todas las capas pasadas mencionadas se encuentra la capa formada por los seres vivos que se encuentran en la litosfera, atmósfera e hidrosfera que es llamada biosfera. La Litosfera, hidrosfera y atmosfera, todas estas capas forman parte de los recursos naturales que son de gran importancia para el ser humano y aunque son de gran importancia para el ser humano este sigue contaminándolas y no tomando conciencia del daño que se les hace creando un gran deterioro ambiental. Los recursos naturales son algo que necesitamos arduamente para poder sobrevivir en este planeta, pero el ser humano no se mide y va deteriorando de manera increíble el planeta, el creciente aumento poblacional también forma parte de esto, tal vez si tuviéramos una adecuada educación ambiental desde pequeños se nos haría algo habitual y aunque la población creciera siento responsables del cuidado de medioambiente reduciríamos la contaminación. 2.5 SERVICIOS AMBIENTALES Los Servicios Ambientales del Bosque (SAB) son los beneficios que la gente recibe de los diferentes ecosistemas forestales, ya sea de manera natural o por medio de su manejo sustentable, ya sea a nivel local, regional o global. Los servicios ambientales influyen directamente en el mantenimiento de la vida, generando beneficios y bienestar para las personas y las comunidades. Son ejemplos de servicios ambientales del bosque: Captación y filtración de agua; Mitigación de los efectos del cambio climático; Generación de oxígeno y asimilación de diversos contaminantes; Protección de la biodiversidad; Retención de suelo; Refugio de fauna silvestre; Belleza escénica, entre otros. Regularmente, los servicios ambientales son gratuitos para la gente que disfruta de ellos, mientas que los dueños y poseedores de terrenos forestales que los proveen no son compensados en forma alguna por ello. Los servicios ambientales se dice que son beneficios intangibles (aquellos que sabemos existen, pero cuya cuantificación y valoración resultan complicadas) ya que, a diferencia de los bienes o productos ambientales, como es el caso de la madera, los frutos y las plantas medicinales de los cuales nos beneficiamos directamente, los servicios ambientales no se “utilizan” o “aprovechan” de manera directa, sin embargo nos otorgan beneficios, como tener un buen clima, aire limpio, o simplemente un paisaje bello. Si bien el concepto servicios ambientales es relativamente reciente y permite tener un enfoque más integral para interactuar con el entorno, en realidad las sociedades se han beneficiado de dichos servicios desde sus orígenes, la mayoría de las veces sin tomar conciencia de ello. ¿POR QUÉ SON IMPORTANTES LOS SERVICIOS AMBIENTALES DEL BOSQUE? La subsistencia y el desarrollo de toda sociedad dependen del aprovechamiento sustentable de sus recursos naturales. Sin embargo, el ser humano en su carrera por conquistar y poseer ha provocado la extinción de muchas especies animales y vegetales y ha deteriorado su entorno natural; en muchos casos; de manera irreversible. Por ello, cada vez es mayor la importancia de fomentar la conciencia sobre la relación que existe entre los recursos naturales, la salud planetaria y la especie humana. Hoy, la naturaleza y su conservación son pilares del desarrollo sustentable y revisten importancia vital para ciudadanos, pueblos y gobiernos. Por esta razón, es imprescindible una valoración justa de los ecosistemas y los servicios ambientales que éstos prestan, porque esta valoración puede permitir que las mujeres y los hombres que habitan las comunidades indígenas y rurales mejoren su calidad de vida y conserven su riqueza natural, y que las poblaciones urbanas comprendan que tanto su calidad de vida como sus actividades económicas están relacionadas con el estado que guardan los recursos naturales. Por ello, es un acto de justicia que los usuarios (beneficiarios) de estos servicios ambientales contribuyamos a revertir los procesos de deterioro que los propios seres humanos hemos provocado, entre ellos el aceleramiento del cambio climático. Servicios ambientales. INTRODUCCION. Los procesos ecológicos de los ecosistemas naturales suministran a la humanidad una gran e importante gama de servicios gratuitos de los que dependemos. Estos incluyen: mantenimiento de la calidad gaseosa de la atmósfera (la cual ayuda a regular el clima); mejoramiento de la calidad del agua; control de los ciclos hidrológicos, incluyendo la reducción de la probabilidad de serias inundaciones y sequías; protección de las zonas costeras por la generación y conservación de los sistemas de arrecifes de coral y dunas de arena; generación y conservación de suelos fértiles; control de parásitos de cultivos y de vectores de enfermedades; polinización de muchos cultivos; disposición directa de alimentos provenientes de medios ambientes acuáticos y terrestres; así como el mantenimiento de una vasta “librería genética” de la cual el hombre ha extraído las bases de la civilización en la forma de cosechas, animales domesticados, medicinas y productos industriales. Por cientos de años la humanidad no le dio importancia a la generación de estos servicios ya que se consideraban inagotables. Actualmente, es claro que es necesario conservar a los ecosistemas en el mejor estado para que sigan proporcionándonos estos servicios. DESARROLLO Los servicios ambientales influyen directamente en el mantenimiento de la vida, generando beneficios y bienestar para las personas. Los servicios ambientales son los beneficios que la gente recibe de los diferentes ecosistemas como selvas, humedales, bosques, desiertos, entre otros hábitats, ya sea de manera natural o por medio de su manejo sustentable, ya sea en el ámbito local, regional o global. Los servicios ambientales influyen directamente en el mantenimiento de la vida, generando beneficios y bienestar para las personas y las comunidades. Son ejemplos de servicios ambientales la captación y filtración de agua; mitigación de los efectos del cambio climático; generación de oxígeno y asimilación de diversos contaminantes; protección de la biodiversidad; retención de suelo; refugio de fauna silvestre; belleza escénica, entre otros. Los servicios ambientales son gratuitos para la gente que disfruta de ellos, mientras que los dueños y poseedores de terrenos forestales que los proveen no son compensados en forma alguna por ello. Los servicios ambientales se dice que son beneficios intangibles (aquellos que sabemos existen, pero cuya cuantificación y valoración resultan complicadas) ya que, a diferencia de los bienes o productos ambientales, como es el caso de la madera, los frutos y las plantas medicinales de los cuales nos beneficiamos directamente, los servicios ambientales no se “utilizan” o “aprovechan” de manera directa, sin embargo nos otorgan beneficios, como tener un buen clima, aire limpio, o simplemente un paisaje bello. Si bien el concepto servicios ambientales es relativamente reciente y permite tener un enfoque más integral para interactuar con el entorno, en realidad las sociedades se han beneficiado de dichos servicios desde sus orígenes, la mayoría de las veces sin tomar conciencia de ello. ¿Por qué son importantes los servicios ambientales? La subsistencia y el desarrollo de toda sociedad dependen del aprovechamiento sustentable de sus recursos naturales. Sin embargo, el ser humano en su carrera por conquistar y poseer ha provocado la extinción de muchas especies animales y vegetales y ha deteriorado su entorno natural; en muchos casos, de manera irreversible. Cada vez es mayor la importancia de fomentar la conciencia sobre la relación que existe entre los recursos naturales, la salud planetaria y la especie humana. Hoy, la naturaleza y su conservación son pilares del desarrollo sustentable y revisten importancia vital para ciudadanos, pueblos y gobiernos. Por esta razón, es imprescindible una valoración justa de los ecosistemas y los servicios ambientales que éstos prestan, porque esta valoración puede permitir que las mujeres y los hombres que habitan las comunidades indígenas y rurales mejoren su calidad de vida y conserven su riqueza natural, y que las poblaciones urbanas comprendan que tanto su calidad de vida como sus actividades económicas están relacionadas con el estado que guardan los recursos naturales. Por ello, es un acto de justicia que los usuarios (beneficiarios) de estos servicios ambientales contribuyamos a revertir los procesos de deterioro que los propios seres humanos hemos provocado, entre ellos el aceleramiento del cambio climático. Qué es la vulnerabilidad ambiental. Seguro que alguna vez has escuchado que hay personas más vulnerables a un virus o a otro tipo de enfermedad, es decir, que son aquellas que tienen menor capacidad de resistencia al virus, o al patógeno del que se trate el caso, al contagiarse, por lo que son más débiles o vulnerables frente a este. La vulnerabilidad se puede aplicar en diferentes campos: a la educación, a la cultura, a la economía, a la sociedad, al medio ambiente, entre otros. En este artículo de Ecología Verde se hablará de qué es la vulnerabilidad ambiental, dando su definición y algunos ejemplos de ella. Además, se explicará la diferencia entre riesgo y vulnerabilidad ambiental. La vulnerabilidad ambiental se refiere al grado de resistencia de un sistema, subsistema o componente de un sistema ante los dos grandes problemas medioambientales que se están dando en todo el planeta: el calentamiento global y la pérdida de biodiversidad. Ambos causados directa o indirectamente por actividades antrópicas. Aunque también con vulnerabilidad ambiental se hace referencia al grado de resistencia del ambiente ante fenómenos naturales, como por ejemplo un terremoto. La vulnerabilidad ambiental depende de dos factores: • Exposición: es el nivel en el que la naturaleza se encuentra expuesta a los problemas medioambientales. Por ejemplo, un ave que vive en un entorno natural donde la caza es ilegal es menos vulnerable que aquella que vive en un lugar donde la caza no tiene ningún tipo de control. • Capacidad adaptativa: es la habilidad que tiene la naturaleza para ajustar su propio funcionamiento para adaptarlo a los cambios que se producen con el fin de reducir los daños potenciales. Por ejemplo, algunas especies se adaptan fisiológicamente a los cambios de temperatura provocados por el calentamiento global, a través de un proceso de aclimatación. La naturaleza es muy amplia y es por eso que no todas las zonas presentan el mismo grado de vulnerabilidad. Aquellas más vulnerables cuentan con menor capacidad para dar una respuesta a los cambios, además de encontrarse más expuestas, ampliando así la cantidad de daños y un mayor tiempo de recuperación. Sin embargo, aquellas zonas menos vulnerables tienen mayor capacidad para dar una respuesta y se encuentran menos expuestas, recibiendo así menor daño y teniendo una recuperación en el tiempo menor. A continuación, expondremos varios ejemplos de ecosistemas o especies muy vulnerables y poco vulnerables. Ejemplos de vulnerabilidad ambiental. Estos son algunos ejemplos de vulnerabilidad ambiental, enfocándonos en ecosistemas o especies con una vulnerabilidad ambiental elevada, es decir, que se encuentran en peligro de extinción o en la categoría de Endangered: • Los organismos bentónicos (como las estrellas de mar, los pepinos de mar, las ofiuras, las almejas, las ostras...) que habitan los ecosistemas marinos del antártico son especialmente vulnerables, debido a que la tasa de crecimiento de estos es muy lenta si la comparamos con los organismos de otras áreas más templadas. En esta zona se practica la pesca que tendrá unos efectos más dañinos sobre estos ecosistemas, ya que al tener una tasa de crecimiento más lenta necesitaran más tiempo para poder recuperarse. • El Amazonas, de gran interés ecológico por su biodiversidad, se encuentra en un alto grado de vulnerabilidad, así como la mayoría de las especies que lo habitan, ya que está siendo explotado por diferentes actividades antrópicas, como son la ganadería, agricultura, la deforestación, la minería, la construcción de hidroeléctricas y de carreteras. Aquí te explicamos más sobre la Deforestación del Amazonas, sus causas y consecuencias. • Los arrecifes de coral son ecosistemas que como cualquier ecosistema se enfrenta al calentamiento global, y estos tiene que ajustarse para resistir estos cambios ambientales. Aunque si a esta problemática ambiental le sumamos las amenazas que sufren los arrecifes por acciones como la pesca y la contaminación de las escorrentías. Nos encontramos con un ecosistema más vulnerable teniendo así menos capacidad para resistir al calentamiento global. CONCLUSION. En general, los servicios ambientales generados por el bosque tienen un alto valor económico y significan una parte importante del valor económico total del ecosistema. La evaluación económica de los servicios ambientales generados por el bosque es una herramienta útil que provee elementos para la toma de decisiones. BIBLIOGRAFIA. • Miguel Esparza y Marco A. Díaz. Vulnerabilidad ambiental y región: algunos elementos para la reflexión. VOLUMEN II, NÚMERO 6 OBSERVATORIO DEL DESARROLLO, 2019, pp. 26-28
