LOS ECOSISTEMAS SON DINÁMICOS.
Temas:
1. Relaciones ecológicas.
2. Flujo de materia y energía en los ecosistemas.
3. Los ecosistemas cambian atreves del tiempo.
4. Los ecosistemas cambian por causas antrópicas.
1. Relaciones ecológicas.
Los organismos necesitan diferentes clases de recursos para
sobrevivir y, al tratar de obtenerlos, se ven obligados a interactuar
con otros seres vivos. A cualquier tipo de interacción de dos organismos
en un ecosistema se denomina relación ecológica. Las
relaciones ecológicas son muy diversas y se hacen más complejas cuanto
más tiempo interactúen las poblaciones de los seres vivos involucradas.
Esta constante interacción con el medio cambiante durante los períodos
de tiempo ha permitido que los seres vivos desarrollen diversos tipos de
adaptaciones para sobrevivir y garantizar la permanencia de sus
descendientes. Una adaptación es cualquier estructura
anatómica, proceso fisiológico o compartimiento de un ser vivo, que
incrementa sus posibilidades para sobrevivir y reproducirse con éxito
(figura 1). De acuerdo con los seres vivos involucrados en la
interacción, las relaciones pueden ser de dos clases: interespecíficas e relaciones intraespecíficas. A
lo largo de este tema estudiaras las relaciones ecológicas y las
diversas adaptaciones que los seres vivos han desarrollado para
realizarlas.
1.1 relaciones intraespecíficas.
Las relaciones intraespecíficas son las que se establecen entre
individuos de una misma especie. Algunas se crean temporalmente,
mientras que otras pueden permanecer durante toda la vida. De acuerdo
con el fin que persigan, se presentan dos tipos: de competencia intraespecífica y de cooperación.
1.1.1 competencia intraespecífica.
Este tipo de relación se presenta cuando uno o más recursos, como el
alimento, el territorio o la pareja, son escasos entre los miembros de
una población. La competencia intaespecífica tiene efectos negativos
para aquellos miembros que, al no poder satisfacer sus necesidades,
deben emigrar porque se les dificulta reproducirse o pueden morir.
1.1.2 cooperación.
Las relaciones de cooperación son favorables para
los organismos involucrados, y por tanto, buscan mejorar las condiciones
para la consecución del alimento, la vivienda, la pareja y la
protección contra los depredadores. Dentro de estas relaciones se
encuentran las familiares, las gregarias, las estatales y las coloniales.
§ las relaciones familiares son
la que se establecen entre padres, madres e hijos. De acuerdo con las
condiciones en las que se presentan esta relaciones, se observan
diversos tipos: monógamas, polígamas, poliandricas, matriarcales, patriarcales y filiales.
· Las relaciones familiares monógamas son
aquellas en las que los machos y hembras eligen una pareja con la que
permanecen toda su vida. Ello garantiza que los dos padres contribuyen
con el cuidado de los hijos. La guacamaya tricolor Ara macao establece relaciones familiares monógamas.
· En las relaciones familiares polígamas, el
macho se aparea con varias hembras generando en ellas descendencia.
Especies como la del puma (puma concolor) exhiben este comportamiento.
· En las relaciones familiares poliandricas, la hembra se aparea con varios machos, como ocurre con las aves llamadas jacanas.
· En las relaciones matriarcales el macho deja
la hembra al cuidado de los hijos. Los escorpiones establecen
relaciones familiares matriarcales. Una vez nacen y se desarrollan, los
juveniles suben al cuerpo de su madre y allí permanecen hasta su primera
muda, que ocurre luego de una o hasta cuatro semanas de vida.
· En las relaciones familiares patriarcales, la hembra deja al macho el cuidado de los hijos, como ocurre con el caballito de mar, también conocido como hipocampo.
· Las relaciones familiares filiales son las
que se establecen entre hijos. Al no tener protección de sus padres, son
muy vulnerables a los depredadores. Este es el caso de los renacuajos y
de algunas larvas de insectos.
· En las relaciones gregarias es posible que
no existan lazos de parentesco entre los miembros de la población
involucrada. Suelen ser transitorias y se establecen para garantizar
éxito en procesos como la locomoción, la orientación, la migración, la
reproducción, la consecución de alimento o frente a las inclemencias del
clima. Este es el caso de las manadas de chigüiros, las bandadas de
aves migratorias y los cardúmenes de peces.
· En las relaciones estatales los individuos
se agrupan en distintas categorías sociales o casta, que se encuentran
organizadas jerárquicamente, de manera que cada integrante desempeña una
función específica. Unos pocos individuos se encargan de la
reproducción, la mayoría son obreros y otros defienden el territorio.
Así son las sociedades de insectos como avispas, las abejas, las
hormigas y las termitas, que son las más antiguas del mundo animal. En
este tipo de organización la comunicación entre sus integrantes por
medio de señales químicas es fundamental, mantiene la integridad de la
sociedad y perpetua social.
· En las relaciones coloniales los
individuos que las forman se encuentran unidos entre sí en forma
inseparable y funciona como un solo ser. Surgen como un mecanismo para
garantizar la supervivencia. En algunas relaciones coloniales, como las
que se establecen entre los miembros de un coral, no hay especialización
del trabajo. En otras, en cambio, los integrantes se especializan en
desarrollar funciones específicas
1.2. Relaciones Interespecificas
Son las que se presentan entre seres vivos de diferentes especies.
Algunas de estas relaciones afectan positivamente a los organismos
involucrados y permiten que vivan y se reproduzcan eficientemente; otras
los afectan negativamente y pueden causar su muerte o impedir su
reproducción. Finalmente, algunas relaciones pueden no representar ni
beneficio al perjuicio para algunos de los individuos. Las principales
relaciones interespecificas son la competencia interespecifica, la depredación, el parasitismo, el comensalismo, el mutualismo y la simbiosis.
1.2.1 competencia interespecifica.
Se produce cuando individuos de diferentes especias utilizan y buscan
un mismo recurso. El territorio, el alimento, la vivienda, el lugar de
anidación y la luz son recursos que generan competencia interespecifica.
Por ejemplo, aves de diferentes especies compiten por los mismos
agujeros presentes en los arbole, para establecer allí sus nidos
La competencia es mayor cuando las especies que interactúan tienen
requerimientos similares. Por ejemplo, la competencia que se establece
entre animales carnívoros es mayor que entre un carnívoro y un omnívoro.
El científico G. Gause postuló el principio de
exclusión competitiva con el que afirma que cuando dos especies
diferentes compiten por el mismo recurso, que es limitado, la especie
que es más eficiente para utilizar el recurso, terminará eliminado a la
otra en aquellos lugares donde ambas habitan.
1.2.2 simbiosis.
En este tipo de relación los organismos se asocian físicamente, es
decir, habitan en un mismo lugar o uno vive dentro del otro y ninguna
especie se ve perjudicada. Por ejemplo, dentro de las raíces de las
plantas viven bacterias que les facilitan la toma de nitrógeno del
suelo. Las relaciones simbióticas son muy prolongadas pueden generar
varios cambios en los organismos que interactúan. Este es el caso de los
líquenes que están formados por un alga y un hongo en una asociación
tan íntima que es imposible que vivan separados. El alga da a los hongos
nutrientes que obtiene durante la fotosíntesis y el hongo ofrece al
alga la humedad necesaria para que viva.
1.2.3 depredación.
La depredación se presenta cuando los individuos de una especie, llamados depredadores, dan muerte y se alimentan de individuos de otra especie, comúnmente denominados presas. Por ejemplo las arañas son depredadoras de muchos insectos voladores que caen en sus telarañas.
La constante interacción entre depredadores y presas ha permitido que
estos desarrollen diversas adaptaciones para el ataque o la defensa.
Algunas de las más interesantes son: el mimetismo, el camuflaje y la coloración.
§ El mimetismo es una
adaptación en la que un sr vivo, denominado generalmente mimético, se
parece o copia el comportamiento de otro con el que no guarda relación,
comúnmente llamado modelos, y obtiene de ello un beneficio. Por ejemplo, la luciérnaga hembra del genero photuris sp. Imita el comportamiento de las hembras de otras especies de luciérnagas para atraer a los machos y devorarlos.
§ El camuflaje es una
adaptación que han desarrollado depredadores y presas. Consiste en pasar
inadvertidos frente a otros seres vivos, gracias a su similitud con el
entorno, a causa de su coloración o de su apariencia. Por ejemplo, el
insecto palo pasa inadvertido sobre una planta, porque se asemeja a una
rama de la misma.
§ Algunos seres vivos poseen coloración aposemática o de advertencia y
con ella informan a sus depredadores que son peligrosos o venenosos.
Los colores brillantes y llamativos, principalmente rojos y amarillos,
combinados con negro, son característicos de la coloración aposemática.
La marca de color rojo presente en el abdomen de la araña negra es de
advertencia.
1.2.4 Parasitismo
Se presenta cuando un individuo, llamado parasito, se alimenta de una parte del cuerpo de otro individuo, conocido como huésped u hospedero, al
que generalmente le causa daño y, en ocasiones, incluso la muerte. De
acuerdo con el lugar del cuerpo que parasiten, estos organismos se
clasifican como ectoparásitos y endoparásitos.
Los ectoparásitos viven sobre el huésped, como ocurre con los piojos, las pulgas y las garrapatas viven sobre el cuerpo de los mamíferos.
Los endoparásitos viven
dentro de su hospedero, como ocurre con la tenia o solitaria, que vive
dentro del sistema digestivo de los cerdos, vacas y seres humanos, y
puede alcanzar 18 metros de longitud.
1.2.5 Comensalismo
Es una relación en la que la especie obtiene beneficios de otra que
no se ve perjudicada o beneficiada. Por ejemplo, carnívoros como tigres y
jaguares dejan abandonados restos de presas que son aprovechados por
gallinazos e insectos.
El beneficio obtenido generalmente es el alimento, sin embargo, existen otras formas de comensalismo, las cuales incluyen la foresis, el inquilinismo y la tanatocresia.
En la foresis, un
organismo utiliza al otro como medio de transporte, como ocurre con le
pez rémora que se adhiere al cuerpo del tiburón para movilizarse.
En el inquilismo, un ser vivo se hospeda dentro o sobre el otro, ocurre con las plantas epifitas que viven sobre otras.
En la tanatocresis, un
ser vivo utiliza el cadáver o partes de otro ser vivo una vez ha muerto,
como ocurre con la concha que utilizan los cangrejos ermitaños.
1.2.6 Mutualismo
En esta relación, organismos de diferentes especies se asocian
para obtener beneficios comunes. Por ejemplo, animales como las aves y
los insectos obtienen su alimento de los frutos, a la vez que dispersan
las semillas contenidas en ellos.
La permanente interacción entre los organismos que hacen parte de un
mutualismo ha permitido que se incremente la diversidad, lo cual se
puede evidenciar en la gran cantidad de insectos polinizadores de
plantas. En las relaciones mutualistas el vínculo de la asociación puede
ser obligado o facultativo.
§ En el mutualismo obligado las
especies necesitan estar juntas para poder vivir. Este es el caso de
las micorrizas, que son asociaciones entre hongos y raíces de plantas.
Los hongos absorben minerales esenciales del suelo y lo suministran a
la planta, en tanto que esta le proporciona al hongo el alimento
necesario para vivir.
§ En el mutualismo facultativo, las
especies que interactúan no necesitan permanecer juntas para vivir y
generalmente las relaciones no están confinadas únicamente a dos
especies. Como ejemplos de mutualismo facultativo se pueden citar las
plantas con semilla y los organismos polinizadores y dispersores de
estas.
2. flujo de materia y energía en los ecosistemas.
Todos los seres vivos necesitamos energía y nutrientes para
sobrevivir y llevar a cabo procesos vitales al interior de nuestro
cuerpos. En los ecosistemas la energía y los nutrientes circulan entre
los seres vivos que forman parte de él (la comunidad) y su entorno
físico y son incorporados a medida que los organismos se alimentan de
otros. La energía fluye atreves de las cadenas y las redes tróficas y
los nutrientes son reciclados durante los ciclos biogeoquímicos.
2.1.1 Estructura trófica de los ecosistemas.
La estructura trófica de los ecosistemas está
determinada por las relaciones alimenticias que se dan entre las
especies que lo conforman. Los organismos de un ecosistema pueden ser
autótrofos o productores y heterótrofos que, a su vez, pueden ser
consumidores o descomponedores de acuerdo con la fuente de la cual
obtienen su energía. Según la posición que ocupen los organismos en el
flujo de la energía de un ecosistema se puede agrupar en niveles tróficos de
modo que los organismos que pertenecen a los niveles tróficos
superiores se alimentan de aquellos que hacen parte de los niveles
tróficos inferiores.
2.1.1.1 Productores.
Los productores constituyen elprimer nivel trófico. Estos
organismos tienen la capacidad de capturar energía solar o la que es
liberada a partir de reacciones químicas para transformar moléculas
inorgánicas en moléculas orgánicas. Los organismos autótrofos son las
plantas, las algas y algunas bacterias. La cantidad de energía que los
productores convierten en materia orgánica o biomasa se conoce como producción primaria.
2.1.1.2 Consumidores.
Los organismos consumidores son aquellos que deben
alimentarse de otros paras obtener energía y nutrientes. Según el nivel
trófico que ocupen, los consumidores se clasifican en: consumidores de
primer orden, de segundo orden y de tercer orden.
§ Consumidores de primer orden
Los animales que se alimentan directamente de organismos productores como las plantas y algas son consumidores primarios o de primer orden y constituyen el segundo nivel trófico. Algunos
ejemplos son los peces que se alimentan de las algas que habitan el
mar, algunos monos que comen los frutos de los árboles y las ardillas
que se alimentan de sus semillas.
A pesar que los consumidores de primer
orden se alimentan de las plantas, estas no siempre salen perjudicadas,
ya que se pueden establecer relaciones interespecíficas benéficas.
Cuando los insectos voladores o los pájaros visitan las flores para
beber néctar, al hacerlo se impregnan de polen y luego lo llevan a otras
flores, facilitando el proceso de polinización. Así mismo, animales
como aves y murciélagos comen los frutos de las plantas, luego de los
cual las semillas son expulsadas en las heces, ayudando así a la
dispersión de las mismas.
§ Consumidores de segundo orden.
Cuando los animales se alimentan de un consumidor primario se denominan consumidores secundarios, o de segundo orden y constituyen el tercer nivel trófico. Los
consumidores secundarios y los terciarios siempre son predadores. A
veces matan a su presa usan y se la comen a pedazos, otros se la tragan
entera y, en ocasiones, usan venenos para matar y ayudar a digerir. El
león que se come a la cebra, el tiburón que se come a un pez o el águila
que se come una paloma son ejemplos de consumidores secundarios.
Algunas adaptaciones de los consumidores
secundarios y terciarios para atrapar a sus presas son las garras y los
colmillos, el desarrollo de venenos, el uso de colores de camuflaje, y
estrategias comportamentales como acechar.
§ Consumidores de tercer orden.
Los consumidores de tercer orden o terciariosson
animales que se alimentan de consumidores secundarios. Por ejemplo, un
halcón pude comerse una serpiente que se alimenta de ratones que comen
semilla. Dependiendo de la diversidad de un ecosistema es posible
encontrar grandes depredadores que se alimentan de consumidores de
tercer orden, por lo que reciben nombre de consumidores cuaternarios o de cuarto orden.
Algunos consumidores terciarios son las
aves de rapiña, como las águilas y halcones, y grandes depredadores
marinos como los tiburones y las orcas. Sin embargo, los consumidores de
tercer nivel no siempre son animales de gran tamaño. Las arañas y las
mantis también son poderosos depredadores que se alimentan de
consumidores secundarios, y en ocasiones, terciarios.
2.1.1.3 Descomponedores.
El ultimo nivel trófico está constituido por los organismos descomponedores,que
se alimentan de restos de materia orgánica. Los organismos muertos, los
restos que dejan los predadores al alimentarse, las hojas caídas de los
árboles y las heces son fuente de alimento para los descomponedores.
Los descomponedores pueden ser carroñeros,
cuando ingieren parte de animales que llevan algún tiempo muertos. Las
hienas y los buitres pertenecen a este grupo. Otros organismos
descomponedores, los detritívoros, se alimentan de
pequeños restos de materia orgánica no viviente, como pedazos de hojas
caídas, heces y restos de organismos muertos. Las lombrices, los
ciempiés y los pepinos de mar son ejemplos de organismos detritívoros,
Algunos descomponedores, como los hongos,
tienen paredes celulares rígidas que les impiden formar vesículas para
englobar su comida por lo que, en lugar de ingerir el alimento
directamente, liberan enzimas que descomponen los restos de organismos y
luego absorben directamente las moléculas orgánicas simples. Los
descomponedores juegan un papel fundamental en los ecosistemas ya que,
permiten que los nutrientes se reciclen y vuelvan a ser utilizados. Si
no estuvieran presentes, la materia orgánica y los restos de organismos
muertos se quedarían en el suelo y se acumularían.
2.1.2 Cadenas tróficas.
Las cadenas tróficas son
diagramas lineales que representan como la energía fluye entre los
organismos de un ecosistema, desde los productores hasta los
consumidores y descomponedores.
Normalmente las cadenas están formadas por tres o cuatro organismos pero en ocasiones pueden ser más.
A medida que nos alejamos de los
productores vamos subiendo de nivel trófico. Los productores son el
primer nivel trófico, los consumidores primarios el segundo nivel
trófico, y los consumidores secundarios y terciarios son el tercer nivel
trófico, respectivamente.
Algunos animales son especialistas: tiene
dietas muy estrictas y se alimentan solamente de un tipo de organismos.
Los osos panda se alimentan únicamente de tallos de bambú, y los osos
hormigueros solo comen hormigas. Otros animales son generalistas: consumen
una mayor variedad de alimentos, como los pájaros que comen insectos y
semillas variadas, o las hienas que comen diversos tipos de presas y de
animales muertos. Para representar esta variedad de relaciones es más
apropiado emplear una red trófica.
2.1.3 Redes tróficas.
Las redes tróficas son
diagramas formados por varias cadenas tróficas interconectadas y, al
igual que ellas, representan el flujo de energía en los ecosistemas. Sin
embargo, las redes no son lineales como las cadenas y, por tanto, en
ellas una misma especie puede ocupar diferentes niveles tróficos. Dado
que las redes tróficas incluyen muchos organismos, son representaciones
más aproximadas de las relaciones alimenticias de un ecosistema. Sin
embargo, resulta muy complejo representar a todos los organismos
presentes en un ecosistema por lo que, normalmente, solo una pequeña
parte de ellos son incluidos en este tipo de representaciones.
Si una especie desapareciera podría
perjudicar todo el delicado balance de las relaciones alimenticias.
Tomemos como ejemplo una red trófica de un ecosistema en el que tanto
lechuzas como serpientes se alimentaran especialmente de ratones; si
estos últimos desaparecieran, ambas especies de predadores se verían
afectados negativamente ya que perderían su fuente de alimento. Por el
contrario, si las lechuzas y las serpientes desaparecieran, la población
de ratones no estaría controlada y aumentaría hasta llegar a
convertirse en plaga. Al aumentar el número de ratones, empezarían a
consumir excesivamente las plantas de las que se alimentan, al punto de
acabarlas. Sin alimento, la población de ratones nuevamente disminuiría
de tamaño.
Las especies que son fundamentales para el equilibrio de un ecosistema para mantener las redes tróficas se conocen como especies claves.
Estas especies pueden no ser particularmente abundantes o conspicuas
en el ecosistema pero desempeñan alguna funcion que es fundamental para
otras especies. Esta funcion puede ser de ingeniería o de predación.
§ Las especies ingenieras transforman
su entorno drásticamente: por ejemplo, los castores al construir diques
o algunas tortugas de California que cavan madrigueras son usadas por
otras especies como hogar.
§ Las especies predadoras funcionan
como un control natural para evitar la sobrepoblación de las especies
de las cuales se alimentan; por ejemplo, las estrellas de mar controlan
las poblaciones de erizos que pastan en las praderas marinas.
2.1.4 Pirámides tróficas.
Las pirámides tróficas son diagramas usados para
representar una cadena trófica de manera diferente, dándole énfasis a la
cantidad de energía, organismos o biomasa que hay en un ecosistema.
Existen diferentes tipos de pirámides tróficas: pirámides energía,
pirámides de número de individuos y pirámides de biomasa.
§ Las pirámides de energía
representan a cantidad de energía que pasa de un nivel trófico a otro a
través del ecosistema. A mediad que pasa de un nivel trófico a otro de
pierde energía, por lo que hay menos disponibilidad de energía para el
siguiente nivel. La energía se pierde principalmente de tres maneras:
por el material no consumido, el material no digerido y el calor.
§ Material no consumido:son
los restos o partesde un organismo que no son ingeridos por el
consumidor. Cuando guepardo mata y consume una gacela, parte de la piel y
los huesos no es ingerida por el depredador.Cuando un grillo come pasto
caen pedacitos de hierba al suelo y no son ingeridos por el grillo.
Estos restos son energía que se pierde antes de pasar al siguiente
nivel.
§ Material no digerido: parte de la comida que es ingerida por un animal no es absorbida por su organismo, por lo que s expulsada en forma de heces.
§ Perdida de calor: en el proceso de alimentarse los animales gastan energía, y parte de esa se pierde al medio ambiente en forma de calor.
Debido a esta pérdida de energía se hace
necesario que en los primeros niveles haya mucha energía disponible,
para que, a medida que se pierde al pasar de un nivel a otro, aun sea
suficiente para mantener a los consumidores de alto nivel. En general,
aproximadamente solo el 10% de energía disponible en un nivel pasará al
siguiente nivel. Por esta razón se representa en forma de pirámide: la
base es muy amplia pero va disminuyendo a medida que sube.
§ Las pirámides de biomasa,
que representan el peso seco de la materia orgánica en los diferentes
niveles tróficos de un ecosistema, ilustran la cantidad de biomasa
disponible en un determinado momento en el tiempo para el siguiente
nivel trófico.
Gran parte de la energía que ungieren los organismos en su alimento, es transformada en biomasa. La productividad primaria bruta es
la cantidad total de energía que es capturada por los organismos
productores. Parte de esta energía es usada por otros organismos, por lo
que la energía que queda disponible para los consumidores primaros es
lo que se conoce comoprodproducctividadadadaadaadadadaad
productividad primaria neta. De esta energía, la cantidad que es asimilada por los consumidores primarios se conoce como productividad secundaria.
§ Las pirámides de número de individuos:representan
el número de organismos que hay en cada nivel trófico. Como a medida
que se sube de nivel trófico hay menos energía disponible, generalmente
también hay menor número de organismos y son de mayor tamaño.
2.2 Ciclos biogeoquímicos.
El sol es una fuente casi inagotable de energía, mientras que los
nutrientes se encuentran en cantidades limitadas en la Tierra, por esta
razón deben ser reciclados y reutilizados mediante los ciclos biogeoquímicos.
El agua, el carbono, el nitrógeno y el fósforo son nutrientes de
especial importancia para el desarrollo de la vida y el funcionamiento
de los ecosistemas, y cada uno tiene un ciclo biogeoquímico particular
dependiendo de la naturaleza del elemento o compuesto y como los
organismos la usan.
2.2.1 Ciclo del agua.
El agua es un compuesto fundamental para la vida en nuestro planeta
ya que es el solvente donde se realiza la mayor parte de las reacciones
químicas de los seres vivos. Además, permite que muchas sustancias
químicas se disuelvan en ella y queden disponibles para los organismos.
El agua también es importante como medio de transporte, ya que permite a
las plantas tomar los nutrientes del suelo y llevarlos desde la raíz
hasta las hojas. También les ayuda a los animales a digerir sus
alimentos y eliminar los desechos.
En nuestro planeta el agua se encuentra en tres estados: solido, líquido y gaseoso. El ciclo del agua comprende
las transformaciones físicas que sufre el agua mientras que pasa de la
atmósfera hasta la superficie de la tierra, a los organismos y regresa
nuevamente a la atmósfera. Este ciclo comienza con la evaporación del
agua en los mares y en los continentes y la transpiración de los
organismos, especialmente de las plantas. Este proceso se conoce como evapotranspiración.
El vapor de agua en el aire se enfría y se convierte en agua líquida por el proceso de condensación, formando nubes. Posteriormente el agua cae nuevamente a la superficie de la tierra como precipitación, en forma de lluvia, nieve o granizo. El agua que llega al suelo es en parte absorbida y llega a depósitos subterráneos por
debajo de la superficie. El agua que no es absorbida se desliza por la
superficie, arrastrando nutrientes y sedimentos, proceso que se conoce
como escorrentía superficial.
2.2.2 Ciclo del carbono.
El ciclo del carbono es el conjunto de
transformaciones por las que pasa el carbono al circular entre los seres
vivos y el medio ambiente. El carbono (símbolo químico C) es el
elemento estructural de todos los compuestos que utilizan los seres
vivos: carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.
El carbono se encuentra como dióxido de carbono (CO2) en
estado gaseoso en la atmósfera, y solamente de los organismos
productores como plantas y algas, pueden transformarlo en moléculas
orgánicas como glucosa mediante el proceso de
fotosíntesis. A partir de ahí los demás organismos obtienen el carbono
que necesitan en forma de glucosa, mediante las relaciones alimenticias
que constituyen las cadenas tróficas. Posteriormente, durante el proceso
de respiración devuelven parte del dióxido de carbono a la atmósfera.
Cuando los animales y plantas mueren, parte del carbono almacenado en
sus restos regresa nuevamente a la atmósfera en forma de dióxido de
carbono, por acción de los descomponedores.
Otra parte del carbono es acumulado y eventualmente transformado, durante el proceso de fosilización, en combustibles fósiles como el gas natural, el carbón y el petróleo. La combustión es
la reacción química en la que uno de estos combustibles fósiles
reaccionan con oxígeno para producir dióxido de carbono y agua y liberar
energía, generalmente en forma de calor y luz.
El carbono se encuentra presente en los sistemas acuáticos y hace
parte de las algas y de los organismos presentes allí. Se encuentra
disuelto en el agua y, en forma de carbono de calcio, en las conchas de
algunos animales marinos. Este carbono puede pasar directamente desde el
agua hacia la atmósfera, o también mediante los procesos de
respiración, fotosíntesis y descomposición, desde los organismos hacia
la atmósfera.
2.2.3 Ciclo del fósforo.
El ciclo del fósforo comprende las transformaciones
por las que pasa el fósforo a medida que circula entre el agua, las
rocas y los organismos. A diferencia del nitrógeno, el fósforo no se
encuentra en estado gaseoso en la atmosfera. El fósforo es un elemento
fundamental en los seres vivos ya que es un componente importante de
ácidos nucleicos, moléculas en las que se encuentra la información
genética, y de los fosfolípidos de las membranas celulares, además de
ser el componente principal de ATP del cual obtienen la energía los
organismos.
En los ambientes terrestres, el fósforo se encuentra en las rocas y
en los suelos. La escorrentía del agua por las rocas y el suelo disuelve
y arrastra este elemento en forma de fosfatos. Una
parte de estos son absorbidos por las plantas a través de las raíces y
luego son incorporados en sus tejidos y utilizados para construir
moléculas como los ácidos nucleicos y el ATP.
Los consumidores obtienen el fósforo que necesitan a través de
cadenas tróficas e igualmente lo incorporan en sus moléculas. El fósforo
vuelve al suelo en los productos de excreción de los organismos y, así
mismo, cuando plantas y animales mueren regresa al suelo en forma de
fosfatos debido a la acción de los descomponedores, quedando nuevamente
disponibles para el uso de las plantas.
En los ambientes acuáticos el proceso es bastante similar. Parte del
fósforo erosionado de las rocas por la escorrentía no es absorbido por
las plantas, y se moviliza hasta alcanzar las quebradas y los ríos que
posteriormente llegaran al mar. Una parte de los fosfatos cae al fondo
junto con los sedimentos donde se acumulan y, luego de millones de años,
son incorporados en las rocas. Parte del fósforo disuelto en el agua es
absorbido por los productores e incluso por los consumidores cuando
beben agua; luego pasa a otros organismos mediante las cadenas tróficas.
Al morir sus restos se someten a la acción de los descomponedores, e
inicia nuevamente el ciclo.
Por el efecto favorable que tiene en el crecimiento de las plantas
los fosfatos son, junto con el nitrógeno, uno de los principales
causantes de la eutroficación de los cuerpos de agua. La eutroficación se
produce cuando hay un exceso de nutrientes en el agua, lo que genera un
gran crecimiento de algas y plantas acuáticas. Esto conlleva un
desequilibrio en el ecosistema, ya que el exceso de nutrientes y de
materia orgánica disminuye la cantidad de oxigeno de un ecosistema
acuático.
2.2.4 Ciclo del nitrógeno.
El ciclo del nitrógeno comprende las
transformaciones químicas por las que pasa el nitrógeno al circular
entre los seres vivos y su entorno, particularmente la atmósfera. El
nitrógeno es un elemento químico necesario para la elaboración de
proteínas y ácidos nucleicos en los seres vivos. A pesar de que compone
cerca del 78% de la atmosfera, se encuentra en una forma química que los
animales y las plantas no podemos emplear, por lo que para ser
utilizados por algunos seres vivos debe ser primero transformado en una
forma biológicamente útil.
El primer paso en la transformación del nitrógeno es la fijación de nitrógeno. El
nitrógeno puro que se encuentra en la atmosfera es transformado en
nitratos, nitritos y amoniaco por la acción de bacterias del suelo como
Rhizobium, Azotobacter y algunas cianobacterias.
Posteriormente, durante la asimilación, las plantas
absorben a través d las raíces los compuestos nitrogenados formados por
las bacterias (nitratos, nitritos y amoniaco) e incorporan de esta forma
el nitrógeno a sus tejidos. A partir de ahí, los demás organismos
pueden obtener el nitrógeno del alimento que ingieren.
Durante la amonificación, los compuestos
nitrogenados producidos por los animales en la orina así como los que se
producen como resultado de la descomposición de organismos muertos son
transformados nuevamente en amoniaco y permanecen en el suelo para
continuar con el ciclo. Por último, durante la desnitrificación, bacterias anaeróbicas transforman los nitratos y liberan nitrógeno puro en forma de gas a la atmosfera.
Hay suelos muy pobres en nitrógeno que dificultan el crecimiento de
las plantas. Para superar esta dificultad algunas plantas han
desarrollado estrategias que les permiten sobrevivir: el desarrollo de
estructuras para atrapar animales y nitrógeno de ellos en el caso de las
llamadas plantas carnívoras, y la asociación simbiótica con bacterias
nitrificantes.
§ Las plantas carnívoras se han adaptado
desarrollando diferentes estructuras para atrapar insectos. Después de
haberlos atrapado, las plantas secretan enzimas digestivas que
descomponen a sus presas, y la planta absorbe solamente los nutrientes
que necesita, especialmente el nitrógeno.
§ Las plantas con asociaciones simbióticas
tienen bacterias fijadoras de nitrógeno y nitrificantes asociadas a sus
raíces, a veces viviendo al interior de ellas y formando nódulos. La
planta recibe compuestos de nitrógeno y las bacterias reciben la glucosa
y un lugar donde vivir.
3. Los ecosistemas cambian a través del tiempo.
Los ecosistemas son sistemas complejos en los que
se presentan diversas relaciones entre sus componentes bióticos y
abióticos. Debido a estas relaciones los ecosistemas no permanecen
iguales, cambian con el tiempo por factores como el desarrollo natural
de las sucesiones ecológicas y la actividad humana.
3.1 Sucesiones ecológicas.
Una sucesión ecológica es el proceso de cambio en
la composición de las especies que forman parte de un ecosistema a lo
largo del tiempo. Este proceso ocurre normalmente cuando los ecosistemas
se ven sometidos a algún disturbio. Los procesos de sucesión pueden
dividirse en sucesión primaria y sucesión secundaria de acuerdo con el
tipo de sustrato o suelo a partir del cual se empieza a desarrollar una
comunidad de un ecosistema.
3.1.1 Sucesión primaria.
La sucesión primaria es el proceso de formación de
un ecosistema en un lugar donde no ha existido vida previamente y esta
desprovisto de suelo adecuado para el desarrollo de la vida, por
ejemplo, sobre rocas desnudas, lava volcánica después de erupción y
dunas recién formadas, entre otros.
Veamos un ejemplo de sucesión primaria. Cuando una roca desnuda es
expuesta a la acción de factores climáticos como la precipitación y los
cambios de temperatura, estos hacen que la roca vaya fragmentándose
durante un proceso conocido como motorización. Los
primeros seres vivos en llegar y empezar a crecer sobre la roca son los
líquenes, que ayudan a degradarla. Las primeras especies que crecen en
el proceso de sucesión ecológica se denominan especies pioneras. A
medida que la roca se descompone y que los líquenes mueren se empiezan a
acumular materia orgánica sobre el sustrato inicial, formando una
delgada capa de suelo. Este suelo va a permitir el crecimiento de
especies con mayores requerimientos que los líquenes, tales como musgos y
hierbas. Con el tiempo aparecen plantas de mayor tamaño, y de esta
manera se sigue acumulando materia orgánica en el suelo. Las raíces de
las plantas ayudan a ligar la tierra evitando que haya erosión.
Eventualmente llegan especies de arbustos y de árboles a crecer en el
ecosistema en desarrollo, y se genera una comunidad de animales asociada
a la vegetación presente.
3.1.2 Sucesión secundaria.
La sucesión secundaria es el proceso de formación de
una nueva comunidad en un lugar donde ya ha existido un ecosistema pero
ha ocurrido una perturbación que cambia la composición de la comunidad
preexistente. La perturbación puede ser de origen natural, antrópico
(causado por el ser humano), como la tala de un bosque. En las
sucesiones secundarias ya hay una capa de suelo formada, por lo que el
proceso ocurre más rápidamente. Es el caso, por ejemplo, dl crecimiento
de la vegetación después de un incendio forestal.
3.1.3 Regresiones.
Cuando la composición de especies de la comunidad de un ecosistema
permanece relativamente constante a través del tiempo y logra alcanzar
un equilibrio dinámico se habla de clímax ecológico. Cuando
hay una comunidad clímax establecida y ocurre una perturbación que hace
que se inicie una nueva sucesión ecológica en el ecosistema se dice que
hay una regresión.
3.2 Pérdida de la biodiversidad.
Las consecuencias de una regresión pueden ser la constitución de un
nuevo ecosistema completamente diferente al inicial. Esta transformación
puede llevar a una pérdida de la biodiversidad cuando se pasa de un
ecosistema muy rico, como la selva húmeda tropical, a uno menos, como un
potrero para la ganadería.
Algunas especies pueden desaparecer por pérdida de hábitat, por
cambios en la cadena trófica si desaparece se fuente de alimento, por
competencia con otras especies o por no ser aptas para sobrevivir sobre
nuevas condiciones. La extinción de una especie ocurre cuando el último individuo de la especie muere, y por lo tanto esta desaparece. La extinción es local si la especie desaparece de un ecosistema particular pero sobrevive en otro, o global cuando
desaparece del planeta. Este es un proceso natural en la historia de la
vida ya que, mientras unas especies desaparecen otras nuevas se
desarrollan. Sin embargo, en la actualidad, la velocidad a la que se
extinguen las especies ha aumentado dramáticamente debido a las acciones
humanas.
4. Los ecosistemas cambian por causas antropicas
Las actividades de los seres humanos alteran el equilibrio de los
ecosistemas debido a las graves consecuencias que tienen sobre los
factores bióticos y abióticos de los mismos.
4.1 La contaminación
La contaminación ocurre cuando se presenta en un ambiente determinado
una sustancia o forma de energía que no es propia de él, o cuando algún
elemento alcanza niveles muy altos y superiores a las condiciones
iníciales. Por ejemplo, el dióxido de carbono es un gas común en la
atmosfera; plantas y animales lo producimos cuando respiramos. Sin
embargo, a raíz del uso desmedido de combustibles fósiles y las quemas,
la concentración de dióxido de carbono en la atmosfera ha aumentado
notablemente en los últimos años, hasta convertirse en uno de los
principales contaminantes del aire.
La contaminación puede ser causada por agentes físicos, agentes químicos o agentes biológicos.
§ Los agentes físicos: Son materiales o sustancias que por estar
presentes en un ecosistema y sin importar su composición química,
alteran el equilibrio y la composición de los mismos; por ejemplo, los
sedimentos en el agua que impiden que la luz penetre los cuerpos de
agua.
§ Los agentes químicos: son sustancias orgánicas o inorgánicas como
el petróleo y sus derivados, los fertilizantes, los pesticidas, los
detergentes y los desechos industriales. Estas sustancias pueden ser
absorbidas por los organismos que conforman los ecosistemas o alterar
las condiciones físicas y químicas de los factores abióticos de los
mismos.
§ Los agentes biológicos: son desechos orgánicos como heces fecales,
cuerpos en descomposición, o microorganismos, algunos de los cuales
pueden causar enfermedades.
4.2 La destrucción de hábitats naturales
Los seres humanos constantemente estamos transformando ecosistemas y,
en ocasiones, los destruimos para satisfacer nuestras necesidades. De
hechos, el crecimiento desmedido de las poblaciones humanas ha venido
provocando cada vez más presión sobre los ecosistemas. Los ambientes
naturales han sido alterados para construir edificaciones, viviendas y
vías de transporte, establecer cultivos y potreros para ganadería, hacer
represas y para la explotación minera, entre otros.
Todas estas actividades traen como consecuencia que los ecosistemas
se transformen punto que algunas de las especies de fauna y flora que
los conforman no pueden continuar existiendo en ese lugar y se ven
forzadas a desplazarse a otro ambiente o se extinguen. Ambas
consecuencias traen un desbalance ecológico, ya que las redes tróficas
se ven afectadas si una especie desaparece (en el caso de la extinción) o
si una nueva especie ingresa a una red ya establecida (en el caso de
que la especie se desplace a otro ambiente).
4.3 La acción antropica en la naturaleza
A medida que crece la población humana, se desarrollan nuevas
industrias y nuevas tecnológicas, que afectan enormemente las
poblaciones de otras especies y los factores abióticos de los
ecosistemas donde habitan como el agua, el aire y el suelo.
4.3.1 Deterioro del agua
Todos los seres vivos necesitamos agua para vivir. Aproximadamente el
70% de la superficie terrestre está cubierta por agua, en su mayor
parte es salada en los mares, y una gran parte es dulce, en ríos y otros
cuerpos de agua, o congelada en los polos y los nevados. Por
encontrarse en todas partes, el agua puede ser contaminada fácilmente
por las acciones humanas, y debido al flujo del agua durante su ciclo en
la Tierra, la contaminación que se produce en un sitio puede tener
efectos perjudiciales en lugares muy distantes. Los cuerpos de agua son
considerados vertederos de desechos, por lo que reciben grandes
cantidades de sustancias provenientes de la actividad humana como restos
de comida, detergentes, grasa y heces.
En las heces pueden estar presentes agentes biológicos de
contaminación como microorganismos que pueden ocasionar enfermedades
serias y hasta mortales, como el cólera y el tifo.
Los detergentes son agentes químicos que alteran las propiedades
físicas del agua, como la tensión superficial. La tensión superficial es
un fenómeno por el cual la superficie del agua tiende a comportarse
como una delgada película, y es la que permite que algunos insectos
puedan caminar sobre ella. Los residuos de alimentos y las grasas que
llegan al agua son atacados por los organismos descomponedores, y en
este proceso se consume mucho oxigeno. Al haber menos oxigeno algunos
animales, como peces y crustáceos, no logran sobrevivir en estas
condiciones.
Otra fuente de contaminación en los residuos industriales y desechos
de la explotación minera como son los agentes químicos y metales pesados
nocivos para el desarrollo de la vida y que afectan a las distintas
especies y las redes tróficas a las que pertenecen.
4.3.2 Deterioro del aire
La Tierra está rodeada por una capa de
aire conformada por una mezcla de gases, la atmosfera. Los principales
gases que forman la atmosfera son el nitrógeno y el oxigeno, y hay
pequeñas cantidades de argón, dióxido de carbono y vapor de agua. Como
consecuencias de actividades humanas como los procesos industriales y el
uso de combustibles fósiles, algunos forestales, se liberan a la
atmosfera gran cantidad de sustancias contaminantes que alteran el
funcionamiento de los ecosistemas, los ciclos biogeoquimicos
atmosféricos, la salud y calidad de vida de quienes habitan el planeta.
La contaminación que se acumula en el aire puede ser de dos tipos:
§ Contaminación primaria: producida por
las sustancias que se liberan en la atmosfera y que no sufren cambios
ni reacciones para transformarse en nuevas sustancias; es el caso del
monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) oxido de azufre (SO2), oxido de nitrógeno, y pequeñas partículas solidas, como cenizas.
§ Contaminación secundaria: se origina
cuando los compuestos de la contaminación primaria, una vez llegan a la
atmosfera, reaccionan para formar nuevos compuestos que también son
altamente contaminantes.
4.3.2.1 Reducción de la capa de ozono
El gas oxigeno está formado por moléculas de dos átomos (O2); en los estratos de la atmosfera los rayos ultravioleta hacen que, a partir de la disociación de la moléculas de O2,
formen espontáneamente moléculas con tres átomos de oxigeno. Estas son
conocidas con el nombre de ozono (O3). El ozono es un gas incoloro que
es nocivo cerca de la superficie de la Tierra ya que es un compuesto
altamente corrosivo.
La estratosfera es la capa de la
atmosfera donde se encuentra una mayor cantidad de ozono. Cuando los
rayos ultravioleta (UV) provenientes del Sol alcanzan esta capa, son
absorbidos por las moléculas de oxigeno (O2), que se disocian
y se unen en forma de ozono. A su vez las moléculas de ozono absorben
la radiación ultravioleta y se transforman nuevamente en oxigeno. Este
proceso constante hace que se mantenga el ozono e impide que la mayor
parte de la radiación UV llegue a la superficie de la Tierra.
Contaminantes como lo clorofluorocarbonados (CFC), que son usados en
aerosoles y como líquidos refrigerantes, liberan por efecto de la
radiación ultravioleta cloro puro, el cual destruye las moléculas de
ozono mucho más rápido de lo que se forman, causando una reducción
considerable en el grosor de esta capa.
4.3.2.2 Lluvia acida
Los óxidos de nitrógeno y de azufre sin
contaminantes primarios del aire que, al entrar en contacto con el valor
de agua, reaccionan para formar contaminantes secundarios como el acido
nìtritico y el acido sulfúrico. Estos ácidos permanecen disueltos en el
vapor de agua y pueden ser arrastrados a muchos kilómetros del lugar
donde se originaron y, posteriormente, se precipitan sobre la tierra en
forma de lluvia acida.
La lluvia acida deteriora las hojas de
las plantas, cambia las condiciones químicas del suelo y lo daña,
deteriora los cultivos y los ecosistemas naturales, modifica el pH de
ambientes acuáticos afectando a los organismos que viven en ellos y,
también, desgasta edificaciones.
4.3.2.3 Efecto invernadero y calentamiento global
La contaminación del aire está relacionada con el efecto invernadero,
fenómeno por al cual la luz proveniente del Sol atraviesa la atmosfera y
calienta la superficie de la Tierra. Los gases en la atmosfera impiden
que este calor se disipe hacia el espacio genera un efecto similar al de
un invernadero. Los gases que causan este efecto se conocen como gases
de efecto invernadero. El principal de ellos es el dióxido de carbono,
pero el vapor de agua y el metano también contribuyen a que este
fenómeno se presente.
El efecto invernadero es necesario para la supervivencia de los
organismos en la Tierra ya que, sin él, las temperaturas de la
superficie terrestre sean demasiado bajas como para mantener la vida. El
problema actual es que las concentraciones de dióxido de carbono y de
metano en el aire han aumentado enormemente. Esto ha favorecido a que se
intensifique el efecto invernadero, llevando a generar una atendencia
general de incremento en las temperaturas promedios de la superficie de
la Tierra.
Se estima que el cambio en la temperatura de la Tierra podría ser de
entre 1 y 4 grados centígrados en los próximos 50 años, lo que traería
consigo importantes consecuencias. Parte del agua de los casquetes
polares y de los nevados se derretiría e iría a parar a los mares y
océanos. Esto elevaría el nivel del mar causando que gran parte de las
costas del mundo, incluyendo importantes ciudades y puertos, queden
sumergidas. Al cambiar las temperaturas los ecosistemas se
transformarían, y las plantas y animales que no logren adaptarse a las
nuevas condiciones climáticas podrían desaparecer. Además, se generarían
condiciones más aptas para la propagación de enfermedades tropicales
como la malaria.
4.3.3 Deterioro del suelo
El estudio del suelo y su relación con los seres vivos es abordado
por una rama de la ciencia conocida como edafología, que explica los
procesos de interacción entre los ecosistemas y el suelo. El suelo es un
sistema muy complejo formado principalmente por una matriz de rocas
descompuestas y minerales en la que puede haber aire, agua y materia
orgánica. Las lombrices las bacterias y los hongos que allí habitan
también son considerados como parte del suelo. Hay diferentes tipos de
suelo dependiendo de su composición, del tipo de roca que le haya dado
origen y del proceso de formación que haya seguido.
Algunas de las características más importantes que debe poseer el
suelo para el sostenimiento de un ecosistema son la cantidad de materia
orgánica o nutriente que se encuentren en él, la capacidad para retener
agua aire y el espesor. Los suelos ricos en materia orgánica y con buen
flujo de agua y aire son los más fértiles.
Algunos de los principales que contribuyen al deterioro del suelo son:
§ La agricultura intensiva, que agota los nutrientes del suelo y hace necesario un mayor uso de fertilizantes.
§ El uso de pesticidas que atacan no solo a las plagas a las que van
dirigidos sino también otras especies benéficas para los ecosistemas,
como muchos descomponedores que ayudan a mantener el equilibrio de los
ecosistemas al controlar el desarrollo de poblaciones perjudiciales,
además de mantener el funcionamiento y la regeneración de los suelos.
§ La tala de árboles y arbustos, puesto que sus raíces ayudan a ligar
el suelo y, en su ausencia, se genera erosión, proceso en el que la
capa superior del suelo es removida.
§ La contaminación de basuras y desechos industriales que se acumulan
en el suelo, cambian sus propiedades químicas y afectan a los
organismos que viven en el.
§ La ganadería causa la compactación del suelo y dificulta el drenaje
de agua, la aireación y el crecimiento de las raíces de las plantas.
Para la formación y el mantenimiento de un ecosistema la vegetación
es un aspecto fundamental ya que de ella depende, en parte, el tipo y la
cantidad de fauna que alberga un ecosistema. La vegetación depende, a
su vez, del suelo, por lo cual los daños que a este le ocurren traen
consecuencias drásticas en la permanencia de los ambientes naturales.
4.3.4 Otras actividades humanas que contribuyen al deterioro del medio ambiente
Otras actividades producto del enorme crecimiento de la población
humana como la sobreexplotación de los recursos, la urbanización y la
actividad agrícola y ganadería han contribuido indudablemente al
deterioro del medio ambiente.
La sobreexplotación de los recursos
En la naturaleza hay abundancia de
recursos que son aprovechados por el ser humano para la satisfacción de
sus necesidades. Son ellos el suelo, la diversidad biológica incluyendo
las especies de plantas, animales, microorganismos y los ecosistemas
mismos, los minerales, los combustibles fósiles, entre otros. Estos
recursos deben ser aprovechados de una manera racional si se quiere
evitar su sobreexplotación, es decir, para evitar que la capacidad de
renovación de dichos recursos sea superada.
Muchas especies de plantas con interés
comercial han sido sobreexplotadas; bosques enteros han sido talados
para extraer madera para usar como combustible y como materia prima para
construcción. Los arboles tardan años en crecer, por lo que no pueden
ser remplazados lo suficientemente rápido para evitar el daño ecológico.
En cuanto a las especies animales, muchas
se han visto fuertemente reducidas, hasta el punto de estar en peligro
de extinción o haber desaparecido, al menos localmente. Es el caso de
especies como el jaguar, los caimanes, y muchos peces y mamíferos
acuáticos, que han sido cazados por interés comercial.
§ Urbanización
Otra actividad humana de gran impacto en
los ambientes naturales es la urbanización y la construcción de
infraestructuras. A medida que las ciudades se expanden es mayor la
presión en las zonas naturales circundantes, no solo por los ambientes
que se destruyen, si no porque se mantienen pueden quedar aislados.
Este fenómeno de fragmentación o formación de islas hace que parches de
ambientes naturales que antes estaban conectados dejen de estarlo,
generando una barrera geográfica para las especies que los habitan. Una
simple autopista es obstáculo suficiente para impedir que animales
arborícolas puedan pasar de un fragmento de bosque a otro, afectando el
tamaño de la población y su reproducción. También hay parches naturales
territorios de caza muy amplios.
§ Los incendios
Los incendios pueden ser caudados
naturalmente o por el ser humano. Hay ecosistemas adaptados para sufrir
fuegos periódicos, y en este caso los incendios hacen parte de los
ciclos del ecosistema. Sin embargo, debido a los procesos de
desertificación y deforestación, cada vez hay más ecosistemas
vulnerables al fuego y, sin duda, una mayor pérdida de biodiversidad
producto de estos fenómenos ocasionados, en gran medida, por la acción
humana.
§ Actividad agrícola y ganadera
El tamaño de la población humana se está
incrementando constantemente, de igual manera aumenta la demanda de
alimentos. En consecuencia, cada vez más hábitats naturales son
destruidos con fines agrícolas y ganaderos. Sin embargo, no tienen
fines alimenticios exclusivamente, también se plantan cultivos de
interés económico como las flores, y las plantas medicinales. La
existencia de dichos cultivos tiene diversos efectos en los ambientes
naturales.
El primero de ellos es la pérdida de
biodiversidad ya que un ecosistema rico en especies vegetales diferentes
es remplazado por un cultivo de una solo especie o de solo unas pocas.
Los animales originarios del ecosistema no tienen cabida en un
cultivo protegido, por lo que son desplazados o eliminados.
Por otra parte, con el fin de garantizar
que las plantas de los cultivos crezcan rápida y sanamente se emplean
grandes cantidades de sustancias químicas como fertilizantes y
pesticidas. Estas sustancias penetran la Tierra y llegan a los
depósitos de agua subterráneas, o son arrastrados por las escorrentías
superficiales hasta llegar a los ríos. Los fertilizantes causan el
fenómeno de eutroficacion en el agua, haciendo que algas y plantas
crezcan desmedidamente, hasta cubrir la superficie del agua e impedir
que la luz penétrelos pesticidas, por su parte, pueden matar organismos
distintos a lo que se pretende combatir, causando un desorden
ecológico. Adicionalmente estas sustancias se acumulan en los tejidos de
plantas y animales, lo cual produce el fenómeno de bioacumulacion.
La transformación de hábitats naturales en potreros para ganadería también tiene varios efectos negativos en los ecosistemas.
El ganado pisotea el terreno en el que
pasta, haciendo que el suelo se compacte y forma una capa dura que las
raíces de las plantas no pueden penetrar. Por esta razón, cuando un
terreno ha sido expuesto a pastoreo intensivo no es posible regresarlo a
un ecosistema boscoso.
Por otro lado, los procesos digestivos
del ganado producen gas metano que se libera hacia la atmosfera. Dichos
gas es uno de los principales responsables del efecto invernadero.
Dependiendo del número de cabezas de ganado, el impacto en la
concentración de los gases de la atmosfera es cada vez mayor. Así mismo,
los desechos orgánicos producidos por el ganado son arrastrados por el
agua hasta los ríos y lagos, lo que contribuye también el proceso de
eutroficacion de los cuerpos de agua.
4. Los ecosistemas cambian por causas antropicas
Las actividades de los seres humanos alteran el equilibrio de los
ecosistemas debido a las graves consecuencias que tienen sobre los
factores bióticos y abióticos de los mismos.
4.1 La contaminación
La contaminación ocurre cuando se presenta en un ambiente determinado
una sustancia o forma de energía que no es propia de él, o cuando algún
elemento alcanza niveles muy altos y superiores a las condiciones
iníciales. Por ejemplo, el dióxido de carbono es un gas común en la
atmosfera; plantas y animales lo producimos cuando respiramos. Sin
embargo, a raíz del uso desmedido de combustibles fósiles y las quemas,
la concentración de dióxido de carbono en la atmosfera ha aumentado
notablemente en los últimos años, hasta convertirse en uno de los
principales contaminantes del aire.
La contaminación puede ser causada por agentes físicos, agentes químicos o agentes biológicos.
§ Los agentes físicos: Son materiales o sustancias que por estar
presentes en un ecosistema y sin importar su composición química,
alteran el equilibrio y la composición de los mismos; por ejemplo, los
sedimentos en el agua que impiden que la luz penetre los cuerpos de
agua.
§ Los agentes químicos: son sustancias orgánicas o inorgánicas como
el petróleo y sus derivados, los fertilizantes, los pesticidas, los
detergentes y los desechos industriales. Estas sustancias pueden ser
absorbidas por los organismos que conforman los ecosistemas o alterar
las condiciones físicas y químicas de los factores abióticos de los
mismos.
§ Los agentes biológicos: son desechos orgánicos como heces fecales,
cuerpos en descomposición, o microorganismos, algunos de los cuales
pueden causar enfermedades.
4.2 La destrucción de hábitats naturales
Los seres humanos constantemente estamos transformando ecosistemas y,
en ocasiones, los destruimos para satisfacer nuestras necesidades. De
hechos, el crecimiento desmedido de las poblaciones humanas ha venido
provocando cada vez más presión sobre los ecosistemas. Los ambientes
naturales han sido alterados para construir edificaciones, viviendas y
vías de transporte, establecer cultivos y potreros para ganadería, hacer
represas y para la explotación minera, entre otros.
Todas estas actividades traen como consecuencia que los ecosistemas
se transformen punto que algunas de las especies de fauna y flora que
los conforman no pueden continuar existiendo en ese lugar y se ven
forzadas a desplazarse a otro ambiente o se extinguen. Ambas
consecuencias traen un desbalance ecológico, ya que las redes tróficas
se ven afectadas si una especie desaparece (en el caso de la extinción) o
si una nueva especie ingresa a una red ya establecida (en el caso de
que la especie se desplace a otro ambiente).
4.3 La acción antropica en la naturaleza
A medida que crece la población humana, se desarrollan nuevas
industrias y nuevas tecnológicas, que afectan enormemente las
poblaciones de otras especies y los factores abióticos de los
ecosistemas donde habitan como el agua, el aire y el suelo.
4.3.1 Deterioro del agua
Todos los seres vivos necesitamos agua para vivir. Aproximadamente el
70% de la superficie terrestre está cubierta por agua, en su mayor
parte es salada en los mares, y una gran parte es dulce, en ríos y otros
cuerpos de agua, o congelada en los polos y los nevados. Por
encontrarse en todas partes, el agua puede ser contaminada fácilmente
por las acciones humanas, y debido al flujo del agua durante su ciclo en
la Tierra, la contaminación que se produce en un sitio puede tener
efectos perjudiciales en lugares muy distantes. Los cuerpos de agua son
considerados vertederos de desechos, por lo que reciben grandes
cantidades de sustancias provenientes de la actividad humana como restos
de comida, detergentes, grasa y heces.
§ En las heces pueden estar presentes
agentes biológicos de contaminación como microorganismos que pueden
ocasionar enfermedades serias y hasta mortales, como el cólera y el
tifo.
§ Los detergentes son agentes químicos
que alteran las propiedades físicas del agua, como la tensión
superficial. La tensión superficial es un fenómeno por el cual la
superficie del agua tiende a comportarse como una delgada película, y es
la que permite que algunos insectos puedan caminar sobre ella.
§ Los residuos de alimentos y las grasas
que llegan al agua son atacados por los organismos descomponedores, y en
este proceso se consume mucho oxigeno. Al haber menos oxigeno algunos
animales, como peces y crustáceos, no logran sobrevivir en estas
condiciones.
Otra fuente de contaminación en los
residuos industriales y desechos de la explotación minera como son los
agentes químicos y metales pesados nocivos para el desarrollo de la vida
y que afectan a las distintas especies y las redes tróficas a las que
pertenecen.
4.3.2 Deterioro del aire
La Tierra está rodeada por una capa de
aire conformada por una mezcla de gases, la atmosfera. Los principales
gases que forman la atmosfera son el nitrógeno y el oxigeno, y hay
pequeñas cantidades de argón, dióxido de carbono y vapor de agua. Como
consecuencias de actividades humanas como los procesos industriales y el
uso de combustibles fósiles, algunos forestales, se liberan a la
atmosfera gran cantidad de sustancias contaminantes que alteran el
funcionamiento de los ecosistemas, los ciclos biogeoquimicos
atmosféricos, la salud y calidad de vida de quienes habitan el planeta.
La contaminación que se acumula en el aire puede ser de dos tipos:
§ Contaminación primaria: producida por
las sustancias que se liberan en la atmosfera y que no sufren cambios
ni reacciones para transformarse en nuevas sustancias; es el caso del
monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) oxido de azufre (SO2), oxido de nitrógeno, y pequeñas partículas solidas, como cenizas.
§ Contaminación secundaria: se origina
cuando los compuestos de la contaminación primaria, una vez llegan a la
atmosfera, reaccionan para formar nuevos compuestos que también son
altamente contaminantes.
4.3.2.1 Reducción de la capa de ozono
El gas oxigeno está formado por moléculas de dos átomos (O2); en los estratos de la atmosfera los rayos ultravioleta hacen que, a partir de la disociación de la moléculas de O2,
formen espontáneamente moléculas con tres átomos de oxigeno. Estas son
conocidas con el nombre de ozono (O3). El ozono es un gas incoloro que
es nocivo cerca de la superficie de la Tierra ya que es un compuesto
altamente corrosivo.
La estratosfera es la capa de la
atmosfera donde se encuentra una mayor cantidad de ozono. Cuando los
rayos ultravioleta (UV) provenientes del Sol alcanzan esta capa, son
absorbidos por las moléculas de oxigeno (O2), que se disocian
y se unen en forma de ozono. A su vez las moléculas de ozono absorben
la radiación ultravioleta y se transforman nuevamente en oxigeno. Este
proceso constante hace que se mantenga el ozono e impide que la mayor
parte de la radiación UV llegue a la superficie de la Tierra.
Contaminantes como lo clorofluorocarbonados (CFC), que son usados en
aerosoles y como líquidos refrigerantes, liberan por efecto de la
radiación ultravioleta cloro puro, el cual destruye las moléculas de
ozono mucho más rápido de lo que se forman, causando una reducción
considerable en el grosor de esta capa.
4.3.2.2 Lluvia acida
Los óxidos de nitrógeno y de azufre sin
contaminantes primarios del aire que, al entrar en contacto con el valor
de agua, reaccionan para formar contaminantes secundarios como el acido
nìtritico y el acido sulfúrico. Estos ácidos permanecen disueltos en el
vapor de agua y pueden ser arrastrados a muchos kilómetros del lugar
donde se originaron y, posteriormente, se precipitan sobre la tierra en
forma de lluvia acida.
La lluvia acida deteriora las hojas de
las plantas, cambia las condiciones químicas del suelo y lo daña,
deteriora los cultivos y los ecosistemas naturales, modifica el pH de
ambientes acuáticos afectando a los organismos que viven en ellos y,
también, desgasta edificaciones.
4.3.2.3 Efecto invernadero y calentamiento global
La contaminación del aire está relacionada con el efecto invernadero,
fenómeno por al cual la luz proveniente del Sol atraviesa la atmosfera y
calienta la superficie de la Tierra. Los gases en la atmosfera impiden
que este calor se disipe hacia el espacio genera un efecto similar al de
un invernadero. Los gases que causan este efecto se conocen como gases
de efecto invernadero. El principal de ellos es el dióxido de carbono,
pero el vapor de agua y el metano también contribuyen a que este
fenómeno se presente.
El efecto invernadero es necesario para la supervivencia de los
organismos en la Tierra ya que, sin él, las temperaturas de la
superficie terrestre sean demasiado bajas como para mantener la vida. El
problema actual es que las concentraciones de dióxido de carbono y de
metano en el aire han aumentado enormemente. Esto ha favorecido a que se
intensifique el efecto invernadero, llevando a generar una atendencia
general de incremento en las temperaturas promedios de la superficie de
la Tierra.
Se estima que el cambio en la temperatura de la Tierra podría ser de
entre 1 y 4 grados centígrados en los próximos 50 años, lo que traería
consigo importantes consecuencias. Parte del agua de los casquetes
polares y de los nevados se derretiría e iría a parar a los mares y
océanos. Esto elevaría el nivel del mar causando que gran parte de las
costas del mundo, incluyendo importantes ciudades y puertos, queden
sumergidas. Al cambiar las temperaturas los ecosistemas se
transformarían, y las plantas y animales que no logren adaptarse a las
nuevas condiciones climáticas podrían desaparecer. Además, se generarían
condiciones más aptas para la propagación de enfermedades tropicales
como la malaria.
4.3.3 Deterioro del suelo
El estudio del suelo y su relación con los seres vivos es abordado
por una rama de la ciencia conocida como edafología, que explica los
procesos de interacción entre los ecosistemas y el suelo. El suelo es un
sistema muy complejo formado principalmente por una matriz de rocas
descompuestas y minerales en la que puede haber aire, agua y materia
orgánica. Las lombrices las bacterias y los hongos que allí habitan
también son considerados como parte del suelo. Hay diferentes tipos de
suelo dependiendo de su composición, del tipo de roca que le haya dado
origen y del proceso de formación que haya seguido.
Algunas de las características más importantes que debe poseer el
suelo para el sostenimiento de un ecosistema son la cantidad de materia
orgánica o nutriente que se encuentren en él, la capacidad para retener
agua aire y el espesor. Los suelos ricos en materia orgánica y con buen
flujo de agua y aire son los más fértiles.
Algunos de los principales que contribuyen al deterioro del suelo son:
§ La agricultura intensiva, que agota los nutrientes del suelo y hace necesario un mayor uso de fertilizantes.
§ El uso de pesticidas que atacan no solo a las plagas a las que van
dirigidos sino también otras especies benéficas para los ecosistemas,
como muchos descomponedores que ayudan a mantener el equilibrio de los
ecosistemas al controlar el desarrollo de poblaciones perjudiciales,
además de mantener el funcionamiento y la regeneración de los suelos.
§ La tala de árboles y arbustos, puesto que sus raíces ayudan a ligar
el suelo y, en su ausencia, se genera erosión, proceso en el que la
capa superior del suelo es removida.
§ La contaminación de basuras y desechos industriales que se acumulan
en el suelo, cambian sus propiedades químicas y afectan a los
organismos que viven en el.
§ La ganadería causa la compactación del suelo y dificulta el drenaje
de agua, la aireación y el crecimiento de las raíces de las plantas.
Para la formación y el mantenimiento de un ecosistema la vegetación
es un aspecto fundamental ya que de ella depende, en parte, el tipo y la
cantidad de fauna que alberga un ecosistema. La vegetación depende, a
su vez, del suelo, por lo cual los daños que a este le ocurren traen
consecuencias drásticas en la permanencia de los ambientes naturales.
4.3.4 Otras actividades humanas que contribuyen al deterioro del medio ambiente
Otras actividades producto del enorme crecimiento de la población
humana como la sobreexplotación de los recursos, la urbanización y la
actividad agrícola y ganadería han contribuido indudablemente al
deterioro del medio ambiente.
§ La sobreexplotación de los recursos
En la naturaleza hay abundancia de
recursos que son aprovechados por el ser humano para la satisfacción de
sus necesidades. Son ellos el suelo, la diversidad biológica incluyendo
las especies de plantas, animales, microorganismos y los ecosistemas
mismos, los minerales, los combustibles fósiles, entre otros. Estos
recursos deben ser aprovechados de una manera racional si se quiere
evitar su sobreexplotación, es decir, para evitar que la capacidad de
renovación de dichos recursos sea superada.
Muchas especies de plantas con interés
comercial han sido sobreexplotadas; bosques enteros han sido talados
para extraer madera para usar como combustible y como materia prima para
construcción. Los arboles tardan años en crecer, por lo que no pueden
ser remplazados lo suficientemente rápido para evitar el daño ecológico.
En cuanto a las especies animales, muchas
se han visto fuertemente reducidas, hasta el punto de estar en peligro
de extinción o haber desaparecido, al menos localmente. Es el caso de
especies como el jaguar, los caimanes, y muchos peces y mamíferos
acuáticos, que han sido cazados por interés comercial.
§ Urbanización
Otra actividad humana de gran impacto en
los ambientes naturales es la urbanización y la construcción de
infraestructuras. A medida que las ciudades se expanden es mayor la
presión en las zonas naturales circundantes, no solo por los ambientes
que se destruyen, si no porque se mantienen pueden quedar aislados.
Este fenómeno de fragmentación o formación de islas hace que parches de
ambientes naturales que antes estaban conectados dejen de estarlo,
generando una barrera geográfica para las especies que los habitan. Una
simple autopista es obstáculo suficiente para impedir que animales
arborícolas puedan pasar de un fragmento de bosque a otro, afectando el
tamaño de la población y su reproducción. También hay parches naturales
territorios de caza muy amplios.
§ Los incendios
Los incendios pueden ser caudados
naturalmente o por el ser humano. Hay ecosistemas adaptados para sufrir
fuegos periódicos, y en este caso los incendios hacen parte de los
ciclos del ecosistema. Sin embargo, debido a los procesos de
desertificación y deforestación, cada vez hay más ecosistemas
vulnerables al fuego y, sin duda, una mayor pérdida de biodiversidad
producto de estos fenómenos ocasionados, en gran medida, por la acción
humana.
§ Actividad agrícola y ganadera
El tamaño de la población humana se está
incrementando constantemente, de igual manera aumenta la demanda de
alimentos. En consecuencia, cada vez más hábitats naturales son
destruidos con fines agrícolas y ganaderos. Sin embargo, no tienen
fines alimenticios exclusivamente, también se plantan cultivos de
interés económico como las flores, y las plantas medicinales. La
existencia de dichos cultivos tiene diversos efectos en los ambientes
naturales.
El primero de ellos es la pérdida de
biodiversidad ya que un ecosistema rico en especies vegetales diferentes
es remplazado por un cultivo de una solo especie o de solo unas pocas.
Los animales originarios del ecosistema no tienen cabida en un
cultivo protegido, por lo que son desplazados o eliminados.
Por otra parte, con el fin de garantizar
que las plantas de los cultivos crezcan rápida y sanamente se emplean
grandes cantidades de sustancias químicas como fertilizantes y
pesticidas. Estas sustancias penetran la Tierra y llegan a los
depósitos de agua subterráneas, o son arrastrados por las escorrentías
superficiales hasta llegar a los ríos. Los fertilizantes causan el
fenómeno de eutroficacion en el agua, haciendo que algas y plantas
crezcan desmedidamente, hasta cubrir la superficie del agua e impedir
que la luz penétrelos pesticidas, por su parte, pueden matar organismos
distintos a lo que se pretende combatir, causando un desorden
ecológico. Adicionalmente estas sustancias se acumulan en los tejidos de
plantas y animales, lo cual produce el fenómeno de bioacumulacion.
La transformación de hábitats naturales en potreros para ganadería también tiene varios efectos negativos en los ecosistemas.
El ganado pisotea el terreno en el que
pasta, haciendo que el suelo se compacte y forma una capa dura que las
raíces de las plantas no pueden penetrar. Por esta razón, cuando un
terreno ha sido expuesto a pastoreo intensivo no es posible regresarlo a
un ecosistema boscoso.
Por otro lado, los procesos digestivos
del ganado producen gas metano que se libera hacia la atmosfera. Dichos
gas es uno de los principales responsables del efecto invernadero.
Dependiendo del número de cabezas de ganado, el impacto en la
concentración de los gases de la atmosfera es cada vez mayor. Así mismo,
los desechos orgánicos producidos por el ganado son arrastrados por el
agua hasta los ríos y lagos, lo que contribuye también el proceso de
eutroficacion de los cuerpos de agua.