ECOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTE

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ECOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTE

SEXTO TRIMESTRE

COMPILADOR:

Biol. Hilda Diana Sánchez Juárez.

Xalapa de Enríquez, Ver., Abril de 2010.

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ECOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTE ÍNDICE

Unidad 1. Introducción a la Ecología................................................................................. 1

1.1. Antecedentes históricos de la Ecología. ........................................................ 1

1.2. Relación de la Ecología con otras Ciencias......................................................... 7

1.3. Divisiones de la Ecología.......................................................................................... 9

1.4. Métodos, técnicas y herramientas de estudio de la Ecología. .................... 11

EJERCICIOS UNIDAD 1. Introducción a la Ecología. .......................................... 12

Unidad 2. El Ecosistema ...................................................................................................... 14

2.1. Generalidades del ecosistema.............................................................................. 14

2.2. Componentes del ecosistema............................................................................... 16

2.3. Componentes estructurales del ecosistema. ................................................... 16

2.3.1. Factores Abióticos............................................................................................. 16

2.4. Componentes funcionales del ecosistema........................................................ 22

2.4.1. FACTORES BIÓTICOS ...................................................................................... 22

2.4.2. NIVELES TRÓFICOS EN LOS ECOSISTEMAS (CADENAS DE ALIMENTOS) .................................................................................................................... 24

2.4.3. Papel de los Organismos ................................................................................ 27

2.4.4. NIVELES DE ORGANIZACIÓN EN ECOLOGÍA ........................................... 30

2.4.5. RELACIONES INTRAESPECÍFICAS ............................................................... 31

2.4.6. RELACIONES INTERESPECÍFICAS................................................................ 32

2.4.7 PIRÁMIDE DE ENERGÍA .................................................................................... 34

EJERCICIOS Unidad 2. El Ecosistema ..................................................................... 36

Unidad 3. La comunidad biótica. ...................................................................................... 38

3.1. Estructura de la comunidad biótica. ................................................................... 38

3.2. Dinámica de poblaciones. ...................................................................................... 41

3.2.1. Crecimiento......................................................................................................... 44

3.3. Biomas......................................................................................................................... 45

3.3.1. Distribución según la latitud .......................................................................... 46

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3.4. Biosfera. ...................................................................................................................... 52

EJERCICIOS Unidad 3. La comunidad biótica ....................................................... 53

Unidad 4. Impacto Ambiental............................................................................................ 55

4.1. Recursos Naturales. ................................................................................................. 55

4.2. Explotación y Manejo. ............................................................................................. 58

4.2.1. Explotación extractiva ..................................................................................... 60

4.2.2. Explotación y manejo conservacionista de los recursos....................... 61

4.3. Contaminación ambiental. ..................................................................................... 63

4.4. Impacto ambiental................................................................................................... 68

4.4.1. EFECTOS DE LA RADIACTIVIDAD ................................................................ 69

4.4.2. CAMBIOS CLIMÁTICOS POR LA CONTAMINACIÓN AMBIENTAL ......... 69

4.4.3. DESTRUCCIÓN DEL OZONO .......................................................................... 71

4.5. CONTAMINACIÓN AMBIENTAL INDUSTRIAL .................................................... 72

4.6. CONTAMINACIÓN AMBIENTAL URBANA ............................................................ 72

4.7. Desarrollo Sustentable............................................................................................ 73

4.8. La educación ambiental .......................................................................................... 75

4.8.1. Realidades y perspectivas .............................................................................. 75

4.8.2. Objetivos de la educación ambiental formal ............................................ 78

4.9. Salud ambiental........................................................................................................ 79

4.9.1. Definición de Salud Ambiental ...................................................................... 79

4.9.2. El problema interdisciplinario de salud y ambiente................................ 81

4.9.3. Salud ambiental en el desarrollo sustentable: riesgo transicional .... 81

4.9.4. Estrategia de atención a la salud ambiental: saneamiento básico y calidad ambiental. ......................................................................................................... 82

4.9.5. Percepción de la salud ambiental en el desarrollo sustentable.......... 83

Ejercicios unidad 4. Impacto ambiental ................................................................. 83

Referencias .............................................................................................................................. 85

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Unidad 1. Introducción a la Ecología

1.1. Antecedentes históricos de la Ecología.

La ecología es una rama de la biología y, por lo mismo, sus antecedentes se remontan al origen de esta ciencia.

El hombre desde sus orígenes, ha estado en permanente relación con el medio ambiente; es por ello, que siempre se ha visto en la necesidad de tener un conocimiento preciso de su medio, de las fuerzas de la naturaleza, de las plantas y los animales que lo rodean. Aunque esta necesidad siempre ha persistido, los conocimientos metodizados sobre el medio natural han tenido un desarrollo poco uniforme.

Hacia el año 400 A.C., Hipócrates, padre de la medicina, escribió Corpus hippocratiom, el libro más antiguo que se conoce sobre medicina, en el cual ya se involucran conocimientos biológicos. Asimismo, Hipócrates y sus colegas hicieron uso de diversos tipos de plantas medicinales. También asociaron a los diversos estados de salud del hombre con los cuatro elementos esenciales de la materia, propuestos desde muchos años atrás: tierra, aire, fuego y agua; es decir, ya se perfilaba la conciencia de la relación entre el hombre y su ambiente.

En el año 384 A.C. nació Aristóteles, quien fuera discípulo de Platón y el primer gran incursionista de la biología. Escribió obras relativas a la historia, vida y fisiología de los animales. Hizo especial énfasis en la reproducción, alimentación, comportamiento, etc., de algunos peces y el tiburón. También estudió los hábitos y la biología de algunas especies de cefalópodos (pulpos) y de mamíferos como ballenas, marsopas y delfines. Complementariamente, incursionó en forma anticipada en la etología (comportamiento de los animales), al hacer observaciones detalladas sobre el comportamiento de las abejas.

Los conceptos de Aristóteles sobre la vida y la naturaleza lo llevaron a establecer relaciones entre los organismos, así como entre éstos y el medio.

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Otro gran estudioso que ahora reconoceríamos como biólogo botánico fue Teofrasto, quien nació en el año 380 A.C.; fue alumno de Platón y Aristóteles. Escribió el libre Historia de las Plantas, en el cual se describen los conocimientos populares sobre las plantas comunes que había en esa época. También estudió diversos aspectos reproductivos y fisiológicos de algunas monocotiledóneas y dicotiledóneas.

Después de Teofrasto vinieron Herófilo, Dioscórides, Plinio y Galeno, que incursionaron en diversas áreas de la biología y la medicina, y de los cuales se han recopilado diversas obras escritas.

Posteriormente, cuando decayó la cultura grecorromana, se inició en un período aproximado de 1400 años, conocido como la época del oscurantismo (200 años A.C. a 1200 D.C.). En este lapso el saber decreció en todas las áreas. Después de este período, los conocimientos biológicos tomaron nuevos bríos. Apareció el naturalismo del siglo XIV, representado por grandes viajeros y narradores que descubrieron y describieron lugares y organismos nunca antes vistos por los europeos. Algunos de estos viajeros fueron Marco Polo, Vasco de Gama y Cristóbal Colón. La belleza de la naturaleza también y se vio reflejada en el arte de Botticelli y Leonardo Da Vinci.

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Consecuentemente aparecieron científicos precursores de la zoología (parte de las ciencias naturales que estudia los animales), la entomología (parte de la zoología que se dedica al estudio de los insectos), la taxonomía (parte de la historia natural que trata de la clasificación de los seres), la embriología (estudia el desarrollo embrionario de los organismos), etc.

En 1560 y 1600, los conocimientos biológicos se empezaron a conformar como ciencia moderna. Los impulsores de este acontecimiento fueron Francis Bacon, M. Mersenne, Pedro Gassendi y René Descartes, quienes introdujeron conceptos de filosofía y análisis en los fenómenos de la naturaleza; de esta forma surgió el método científico.

En 1800, Georges Couvier publicó un trabajo relativo a la evolución de los elefantes y en su teoría declaró que hay una relación directa entre la función de un órgano y el modo de vida de los animales; a este hecho lo llamó Principio de Correlación. Fue el precursor de los estudios científicos sobre los organismos ya extintos y fosilizados.

Sin embargo, Couvier opinaba que las especies siempre habían sido fijas e inalterables y que los fósiles existían debido a que en algunos momentos de la historia de la Tierra hubo grandes catástrofes que determinaron la desaparición de enormes cantidades de organismos, cuyos restos se preservaron a lo largo del tiempo. No creía en la aparición de nuevas especies. El conocimiento estaba en el umbral de la aparición conceptual de la ecología, momento oportuno para relacionar la evolución de los organismos con los cambios del ambiente.

Entre 1800 y 1830, la geología tuvo un repunte extraordinario; ligada a la biología, dio origen al surgimiento de la paleobiología científica.

Las publicaciones de los grandes viajeros naturalistas, como Hooker, J. Müller, Maury, Nares, Humboldt y Darwin, entre otros, sentaron las bases de la biogeografía, es decir, de la distribución de los diferentes tipos de organismos en los diversos rincones terrestres y acuáticos del planeta; por lo tanto, ya se advierte una conciencia específica producto de la observación, de la relación entre los tipos de ambientes y la distribución de las especies animales y vegetales.

El ordenamiento científico de los conceptos ecológicos para llegar a la definición de ecología se dio entre 1800 y 1900; es decir, a la ecología

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se le reconoce como ciencia hasta hace poco menos de 200 años. Así fue como en 1809, el evolucionista Lamarck hizo clara alusión a la relación entre la adaptación de los organismos y los cambios del medio. En 1811, St. George Jackson acuño el término hexicología y lo definió como el estudio de las relaciones existentes entre los organismos y su ambiente, considerando la naturaleza de la localidad que habitan, la temperatura e iluminación y sus relaciones con otros organismos como enemigos, rivales o benefactores accidentales o involuntarios.

Alrededor de 1838, Charles Darwin, Thomas Malthus y Alfred R. Wallace concibieron los mecanismos de distribución de las especies afines y de la selección natural, en los cuales claramente incluirían aspectos relacionados con los organismos, el medio y la supervivencia.

En 1859, Isidoro Geoffroy St. Hilaire propuso el término etología para el estudio de las relaciones de los organismos dentro de la familia y la sociedad, en su conjunto y en la comunidad; no obstante, fue Henry Thoreau quién acuño el término ecología. Aunque hay algunas discrepancias al respecto, se acepta que Ernst Haeckel fue el iniciador de los estudios formales de las relaciones entre los seres vivos y su medio, además de utilizar este término integralmente para señalar las relaciones entre los organismos y su medio (1886).

En un principio, Haeckel entendía por ecología a la ciencia que estudia las relaciones de los seres vivos con su ambiente, pero más tarde amplió esta definición al estudio de las características del medio, que también incluye el transporte de materia y energía y su transformación por las comunidades biológicas.

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Ernst Heinrich Philipp August Haeckel (* Potsdam, 16 de febrero 1834 ­ Jena, 9 de agosto de 1919) 1 fue un biólogo y filósofo alemán que popularizó el trabajo de Charles Darwin en Alemania, creando nuevos términos como "phylum" y "ecología."

La gran influencia de Ernest Haeckel en sus días, mucho mayor que la de Mivart o St. Hilaire, explica la poca aceptación de los términos etología y hexicología y la adopción común del término ecología de Haeckel. Como es sabido, el término etología de St. Hilaire se ha convertido posteriormente en sinónimo de estudio del comportamiento animal.

La definición de Haeckel, que implica el concepto de interrelaciones entre los organismos y el ambiente, ha sido objeto de interpretaciones algo distintas y quizá más profundas desde 1900. Por ejemplo, el ecólogo inglés Charles Elton definió la ecología como la «historia natural científica» que se ocupa de la «sociología y economía de los animales». Un norteamericano especialista en ecología vegetal, Frederick Clements, consideraba que la ecología era «la ciencia de la comunidad», y el ecólogo norteamericano contemporáneo Eugene Odum la ha definido, quizá demasiado ampliamente, como «el estudio de la estructura y función de la naturaleza» .

Independientemente de dar una definición precisa, la esencia de la ecología se encuentra en la infinidad de mecanismos abióticos y bióticos e interrelaciones implicadas en el movimiento de energía y nutrientes, que regulan la estructura y la dinámica de la población y de la comunidad. Como muchos de los campos de la biología contemporánea, la ecología es multidisciplinaria y su campo es casi ilimitado. Este punto ha sido claramente expresado por el ecólogo inglés A. Macfadyen:

La ecología se ocupa de las interrelaciones que existen entre los organismos vivos, vegetales o animales, y sus ambientes, y éstos se estudian con la idea de descubrir los principios que regulan estas relaciones. El que tales principios existen es una suposición básica ­y un dogma­ para el ecólogo. Su campo de investigación abarca todos los aspectos vitales de las plantas y animales que están bajo observación, su posición sistemática, sus reacciones frente al ambiente y entre sí y la naturaleza física y química de su contorno inanimado. Debe admitirse que el ecólogo tiene algo de vagabundo reconocido; vaga errabundo por los cotos propios del botánico y del zoólogo, del taxónomo, del fisiólogo, del etólogo, del meteorólogo, del geólogo, del físico, del químico y hasta del sociólogo. Invade esos terrenos y los de otras disciplinas establecidas y respetadas. El poner límite a sus divagaciones es realmente uno de los principales problemas del ecólogo y debe resolverlo por su propio interés.

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Sin embargo, recuérdese que la ecología como ciencia no tiene más de 200 años; de hecho fue a partir de 1930 que, por primera vez se estructuró la ecología general para abarcar el estudio de todos los organismos vivos interaccionando entre sí con su medio. Éste es el motivo por el cual su conocimiento metódico no ha sido lo suficientemente difundido y popularizado. Incluso, en muchas ocasiones, su terminología ha sido mal empleada para explicar un evento ecológico; por ejemplo, hay artículos periodísticos en los cuales se habla de que “se va a acabar la ecología” o “hay que recuperar a la ecología”, etc. De la misma manera, se ha utilizado en algunas actividades y declaraciones ecologistas hechas por personas que hacen actividad política y que toman como base de sus preceptos algunos principios ecológicos.

Cabe mencionar que un ecólogo es aquel que estudia y reconoce las relaciones entre los organismos y su medio, y que es la persona que estudia científicamente la ecología. Sin embargo no se puede dejar de mencionar la existencia de ecologistas (que se dedican a la política ecológica ambiental) y naturalistas o ambientalistas que, en general, son amantes y protectores empíricos de la naturaleza.

Las corrientes ecologistas y ambientalistas actuales han sido particularmente importantes y dignas de llamar la atención; de hecho han contribuido eficazmente a incrementar la cultura ambiental en todo el mundo.

Cualquier profesión, disciplina u ocupación relacionada con la ecología es buena y, en general, es provechosa para conservar y/o explorar racionalmente los recursos naturales. No obstante, es necesario no mezclar las actividades para que ninguna de ellas caiga en demérito popular o científico.

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1.2. Relación de la Ecología con otras Ciencias.

La relación entre los organismos y el ambiente se remonta a más de 3500 millones de años, cuando los primeros organismos vivos hicieron su aparición sobre la Tierra. A partir de este momento empezó la interacción de éstos con el medio, en su lucha por la existencia.

Posteriormente nuestro planeta se fue poblando con formas de vida muy diversas, creándose complejas redes de actividades biológicas y fisiológicas en las cuales hubo flujo de energía procedente del Sol; ésta era transformada por las plantas en energía química y transferida a los animales.

Con el paso del tiempo y con el cúmulo de conocimientos acerca de estas interacciones biológicas, surge la ecología. En su evolución, ha llegado a constituirse en una ciencia importante que ha desarrollado una amplia relación con otras ciencias y disciplinas. De hecho, la ecología está clasificada dentro de las ciencias naturales, pues se limita al estudio de los microorganismos, las plantas y los animales (incluido el ser humano) y sus relaciones con el medio en que viven.

Desde el punto de vista científico, la ecología estudia las relaciones que existen entre los organismos o grupos de organismos y su medio, esto es, describe como está formada la naturaleza y cómo funciona.

Complementariamente, el medio o el ambiente es todo aquel lugar en donde existen y coexisten los seres vivos. Es el suelo, el subsuelo, el agua, el aire, la flora, la fauna, etc.; es decir, es el conjunto de elementos biológicos, químicos y físicos que integran la biosfera.

En el medio ambiente, el hombre coexiste con los demás organismos. El ambiente es el escenario de la vida humana y de sus actividades biológicas, sociales, económicas e industriales; es la fuente de sus alimentos, sus materias primas y sus recursos naturales en general.

Poco antes de que Haeckel pusiera en circulación la palabra ecología y en que ésta se desarrollara como ciencia de manera independiente, ya se había llegado a la conciencia plena de que la

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distribución de las especies afines obedecía a las características del clima, suelo, agua, humedad, etc. Ya había nacido la biología, la fisiología, la paleobiología y la oceanología. Sólo faltaba interrelacionar científicamente a las especies entre sí y con el ambiente. Con todo este acervo científico como antecedente, nació la ecología como una ciencia integradora de muchas disciplinas y de otras ciencias, con lo cual se pudo explicar claramente cómo es que los organismos viven en diferentes hábitats del planeta, su distribución y entre otras cosas su abundancia. Así pues, los seres de la naturaleza no viven aislados sino que están estrecha e indiscutiblemente relacionados con el medio biótico y abiótico que los rodea, intercambiando materia y energía.

En este interactuar, los organismos nacen, crecen, se relacionan, se reproducen y mueren. Por lo mismo, además de recurrir a las ciencias biológicas básicas, la ecología requiere de disciplinas y ciencias auxiliares que expliquen estos fundamentos propios de los seres vivos. Bajo esta perspectiva, la visión de la ecología respecto a la naturaleza tiene un nuevo enfoque de análisis y de síntesis. Hacia la ecología se enfocan conceptos biológicos básicos que, en conjunto, generan un nuevo concepto biológico integrador que explica los eventos de la naturaleza, cómo está formada y como funciona.

Así, por ejemplo, la Ecología utiliza a la Física porque todos los procesos bióticos tienen que ver con la transferencia de energía, desde los productores, que aprovechan la energía lumínica para producir compuestos orgánicos complejos, hasta las bacterias, que obtienen energía química mediante la desintegración de las estructuras moleculares de otros organismos.

La Química se usa en Ecología porque todos los procesos metabólicos y fisiológicos de los biosistemas dependen de reacciones químicas. Además, los seres vivientes hacen uso de las substancias químicas que se encuentran en el entorno.

La Ecología se relaciona con la Geología porque la estructura de los biomas depende de la estructura geológica del ambiente. Los seres vivientes también pueden modificar la geología de una región.

Para la Ecología la Geografía es una disciplina muy importante a causa de la distribución específica de los seres vivientes sobre la Tierra.

Las matemáticas son imprescindibles para la Ecología, por ejemplo para el cálculo, la estadística, las proyecciones y extrapolaciones cuando los Ecólogos tratan con información específica acerca del número y la

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distribución de las especies, la evaluación de la biomasa, el crecimiento demográfico, la extensión de las comunidades y la biodiversidad, y para cuantificar las presiones del entorno en un bioma dado.

La Climatología y la Meteorología son disciplinas significativas que ayudan a los Ecólogos a entender cómo las variaciones en las condiciones del clima en una región dada influyen en la biodiversidad. La Climatología y la Meteorología ayudan a los Ecólogos para saber cómo los cambios regionales o globales del clima aumentan o reducen las probabilidades de supervivencia de los individuos, las poblaciones y las comunidades en una región dada, y para relacionar el clima regional con la distribución de los organismos sobre el planeta.

La ética promueve los valores contenidos en el ambientalismo científico.

La ecología es una ciencia integradora porque relaciona a la mayoría de las disciplinas del saber, de las que toma materiales y conocimientos para elaborar teorías propias mediante modelos muchas veces matemáticos, e interdisciplinaria porque es abordada por profesionistas de muy diversas corrientes que han permitido una conceptualización global. Sin estas aportaciones multi e interdisciplinarias, la ecología no podría funcionar como ciencia aislada, pues para estudiar las relaciones que existen entre los organismos o grupos de organismos y su medio, forzosamente se requiere estudiar a ambos y a dichas relaciones, y para ello es necesario la acción conjunta de la climatología, la edafología, la biología, la zoología, la botánica, la fisiología, la nutrición, la estadística, la bioquímica, la taxonomía, la citología, la histología, etc., y muy especialmente, de aquellas ciencias que se asocian con el estudio de los niveles de organización de la ecología, que son las ciencias y disciplinas auxiliares.

1.3. Divisiones de la Ecología.

Como disciplina científica en donde intervienen diferentes caracteres la ecología no puede dictar qué es "bueno" o "malo". Aún así, se puede considerar que el mantenimiento de la biodiversidad y sus objetivos relacionados han provisto la base científica para expresar los objetivos del ecologismo y, así mismo, le ha provisto la metodología y terminología para expresar los problemas ambientales.

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La economía y la ecología comparten formalismo en muchas de sus áreas; algunas herramientas utilizadas en esta disciplina, como tablas de vida y teoría de juegos, tuvieron su origen en la economía. La disciplina que integra ambas ciencias es la economía ecológica.

La ecología microbiana es la rama de la ecología que estudia a los microorganismos en su ambiente natural, los cuales mantienen una actividad continua imprescindible para la vida en la Tierra. En los últimos años se han logrado numerosos avances en esta disciplina con las técnicas disponibles de biología molecular.

Los mecanismos que mantienen la diversidad microbiana de la biosfera son la base de la dinámica de los ecosistemas terrestres, acuáticos y aéreos. Es decir, la base de la existencia de las selvas y de los sistemas agrícolas, entre otros. Por otra parte, la diversidad microbiana del suelo es la causa de la fertilidad del mismo.

Biogeografía: es la ciencia que estudia la distribución de los seres vivos sobre la Tierra, así como los procesos que la han originado, que la modifican y que la pueden hacer desaparecer. Es una ciencia interdisciplinaria, de manera que aunque formalmente es una rama de la Geografía, recibiendo parte de sus fundamentos de especialidades como la Climatología y otras Ciencias de la Tierra, es a la vez parte de la Biología. La superficie de la Tierra no es uniforme, ni en toda ella existen las mismas características. El espacio isotrópico que utilizan, o suponen, los esquemas teóricos de localización es tan solo una construcción matemática del espacio.

La ecología matemática se dedica a la aplicación de los teoremas y métodos matemáticos a los problemas de la relación de los seres vivos con su medio y es, por tanto, una rama de la biología. Esta disciplina provee de la base formal para la enunciación de gran parte de la ecología teórica.

La Ecología urbana es una disciplina cuyo objeto de estudio son las interrelaciones entre los habitantes de una aglomeración urbana y sus múltiples interacciones con el ambiente.

La ecología de la recreación es el estudio científico de las relaciones ecológicas entre el ser humano y la naturaleza dentro de un contexto recreativo. Los estudios preliminares se centraron principalmente en los impactos de los visitantes en áreas naturales. Mientras que los primeros estudios sobre impactos humanos datan de finales de la década de los 20, no fue sino hasta los 70s que se reunió

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una importante cantidad de material documental sobre ecología de la recreación, época en la cual algunos países sufrieron un exceso de visitantes en áreas naturales, lo que ocasionó desequilibrios dentro de procesos ecológicos en dichas zonas. A pesar de su importancia para el turismo sostenible y para el manejo de áreas protegidas, la investigación en este campo ha sido escasa, dispersa y relativamente desarticulada, especialmente en países biodiversos.

La ecología del paisaje es una disciplina a caballo entre la geografía física orientada regionalmente y la biología. Estudia los paisajes naturales prestando especial atención a los grupos humanos como agentes transformadores de la dinámica físico­ecológica de éstos. Ha recibido aportes tanto de la geografía física como de la biología, ya que si bien la geografía aporta las visiones estructurales del paisaje (el estudio de la estructura horizontal o del mosaico de subecosistemas que conforman el paisaje), la biología nos aportará la visión funcional del paisaje (las relaciones verticales de materia y energía). Este concepto comienza en 1898, con el geógrafo, padre de la pedología rusa, Vasily Vasilievich Dokuchaev y fue más tarde continuado por el geógrafo alemán Carl Troll. Es una disciplina muy relacionada con otras áreas como la Geoquímica, la Geobotánica, las Ciencias Forestales o la Pedología.

La Ecología Regional es una disciplina que estudia los procesos ecosistémicos como el flujo de energía, el ciclo de la materia o la producción de gases de invernadero a escala de paisaje regional o bioma. Considera que existen grandes regiones que funcionan como un único ecosistema.

1.4. Métodos, técnicas y herramientas de estudio de la Ecología.

Los ecólogos tienen básicamente dos métodos de estudio:

1. Autoecología, el estudio de especies individuales en sus múltiples relaciones con el medio ambiente; y 2. Sinecología, el estudio de comunidades, es decir medios ambientes individuales y las relaciones entre las especies que viven allí.

Es conveniente aclarar que en Europa, especialmente en Francia, el término ecología se restringe al estudio de los componentes no vivientes mientras que se emplea el término de Biocenología (de bios = vida y koinotes = comunidad) para el concepto que hemos dado arriba de ecología.

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EJERCICIOS UNIDAD 1. Introducción a la Ecología.

Defina el término ecología:

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¿Quién introdujo el término ecología?

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¿Por qué la Ecología se relaciona con la Ecología?

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¿Por qué la Ecología se relaciona con la Química?

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¿Qué estudia la ecología microbiana?

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¿Qué es la Biogeografía?

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¿A qué se dedica la Ecología matemática?

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¿A qué se refiere la autoecología?

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¿A qué se refiere la sinecología?

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Unidad 2. El Ecosistema

2.1. Generalidades del ecosistema.

Un principio central de la ecología es que cada organismo vivo tiene una relación permanente y continua con todos los demás elementos que componen su entorno. La suma total de la interacción de los organismos vivos (la biocenosis) y su medio no viviente (biotopo) en una zona que se denomina un ecosistema. Los estudios de los ecosistemas por lo general se centran en la circulación de la energía y la materia a través del sistema.

Casi todos los ecosistemas funcionan con energía del sol capturada por los productores primarios a través de la fotosíntesis. Esta energía fluye a través de la cadena alimentaria a los consumidores primarios (herbívoros que comen y digieren las plantas), y los consumidores secundarios y terciaria (ya sea omnívoros o carnívoros). La energía se pierde a los organismos vivos cuando se utiliza por los organismos para hacer el trabajo, o se pierde como calor residual.

La materia es incorporada a los organismos vivos por los productores primarios. Las plantas fotosintetizadoras fijan el carbono a partir del dióxido de carbono y del nitrógeno de la atmósfera o nitratos presentes en el suelo para producir aminoácidos. Gran parte de los contenidos de carbono y nitrógeno en los ecosistemas es creado por las instalaciones de ese tipo, y luego se consume por los consumidores secundarios y terciarios y se incorporan en sí mismos. Los nutrientes son generalmente devueltos a los ecosistemas a través de la descomposición. Todo el movimiento de los productos químicos en un ecosistema que se denomina un ciclo biogeoquímico, e incluye el ciclo del carbono y del nitrógeno.

Los ecosistemas de cualquier tamaño se pueden estudiar, por ejemplo, una roca y la vida de las plantas que crecen en ella puede ser considerada un ecosistema. Esta roca puede estar dentro de un llano, con muchas de estas rocas, hierbas pequeñas, y animales que pastorean ­ también un ecosistema­. Este puede ser simple en la tundra, que también es un ecosistema (aunque una vez que son de este tamaño, por lo general se denomina ecozonas o biomas). De hecho, toda la superficie terrestre de la Tierra, toda la materia que lo compone, el aire que está directamente encima de éste, y todos los organismos vivos que viven dentro de ella pueden ser considerados como uno solo, un gran ecosistema.

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Los ecosistemas se pueden dividir en los ecosistemas terrestres (incluidos los ecosistemas de bosques, estepas, sabanas, etc.) los ecosistemas de agua dulce (lagos, estanques y ríos), y los ecosistemas marinos, en función del biotopo dominante.

El Daintree Rainforest de Queensland, Australia es un ejemplo de una ecosistemas forestales .

Así como las poblaciones exhiben características que no están presentes en los organismos individuales, los ecosistemas tienen atributos que no muestran las poblaciones individuales que los componen. Todos los ecosistemas son sistemas abiertos; dependen de la entrada de energía y ellos mismos producen salidas de calor (energía). Los ecosistemas dependen también de los ciclos biogeoquímicos, del agua y otros, para obtener sus nutrientes, agua, etc., produciendo salida de nutrientes y de agua. Además, en la mayoría de los ecosistemas están entrando y saliendo: vegetales, animales y microorganismos.

A pesar de ser sistemas abiertos y dinámicos, los ecosistemas poseen ciertas estructuras y funciones características, como son las estratificaciones, las comunidades bióticas, los biomas y las sucesiones ecológicas. Definamos brevemente estos términos:

• Comunidades bióticas: Todas las poblaciones que interactúan en un área determinada, constituyen una comunidad biótica.

• Estratificación: Es una distribución en capas, o bien, una serie de separaciones, que distribuye diferencialmente a los organismos

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que aparecen dentro de un ecosistema. Las estratificaciones pueden describirse en términos de separación espacial entre los organismos (estratificaciones vertical y horizontal), o bien, en términos de separaciones en el tiempo (periodicidad).

• Sucesión ecológica: El proceso dinámico mediante el cual los ecosistemas modifican su orden para desarrollar una mayor estabilidad, en el curso del tiempo.

2.2. Componentes del ecosistema.

Los Ecosistemas Naturales poseen 2 componentes, los componentes Estructurales y los Funcionales. Los Componentes Estructurales se reúnen con el término de Biotopo (conjunto de todos los Elementos Abióticos como el aire, agua, suelo, luz, temperatura, humedad), mientras que los componentes Funcionales se reúnen con el nombre de Biocenosis (conjunto de todos los seres Bióticos organizados en Poblaciones vegetales, animales, Comunidades vegetales, animales interrelacionados entre sí y con los elementos Físicos o factores abióticos). Entonces, los Elementos que forman un Ecosistema son todos los Factores Abióticos, mientras que las Estructuras son todos los seres vivos o Bióticos característicos de un determinado tipo de ecosistema.

2.3. Componentes estructurales del ecosistema.

2.3.1. Factores Abióticos

Todos los factores químico­físicos del ambiente son llamados factores abióticos (de a, "sin", y bio, "vida). Los factores abióticos más conspicuos son la precipitación y temperatura; todos sabemos que estos factores varían grandemente de un lugar a otro, pero las variaciones pueden ser aún mucho más importantes de lo que normalmente reconocemos.

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No es solamente un asunto de la precipitación total o la temperatura promedio. Por ejemplo, en algunas regiones la precipitación total promedio es de más o menos 100 cm por año que se distribuyen uniformemente por el año. Esto crea un efecto ambiental muy diferente al que se encuentra en otra región donde cae la misma cantidad de precipitación pero solamente durante 6 meses por año, la estación de lluvias, dejando a la otra mitad del año como la estación seca.

Igualmente, un lugar donde la temperatura promedio es de 20º C y nunca alcanza el punto de congelamiento es muy diferente de otro lugar con la misma temperatura promedio pero que tiene veranos ardientes e inviernos muy fríos.

De hecho, la temperatura fría extrema –no temperatura de congelamiento, congelamiento ligero o varias semanas de fuerte congelamiento– es más significativa biológicamente que la temperatura promedio. Aún más, cantidades y distribuciones diferentes de precipitación pueden combinarse con diferentes patrones de temperatura, lo que determina numerosas combinaciones para apenas estos dos factores.

Pero también otros factores abióticos pueden estar involucrados, incluyendo tipo y profundidad de suelo, disponibilidad de nutrientes esenciales, viento, fuego, salinidad, luz, longitud del día, terreno y pH (la medida de acidez o alcalinidad de suelos y aguas).

Resumiendo, podemos ver que los factores abióticos, que se encuentran siempre presentes en diferentes intensidades, interactúan unos con otros para crear una matriz de un número infinito de condiciones ambientales diferentes.

LUZ (ENERGÍA RADIANTE)

Del total de la energía solar que llega en la Tierra (1.94 calorías por centímetro cuadrado por minuto), casi 0.582 calorías son reflejadas

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hacia el espacio por el polvo y las nubes de la atmósfera terrestre, 0.388 calorías son absorbidas por las capas atmosféricas, y 0.97 calorías llegan a la superficie terrestre.

La luz es un factor abiótico esencial del ecosistema, dado que constituye el suministro principal de energía para todos los organismos. La energía luminosa es convertida por las plantas en energía química gracias al proceso llamado fotosíntesis. Ésta energía química es encerrada en las substancias orgánicas producidas por las plantas. Es inútil decir que sin la luz, la vida no existiría sobre la Tierra.

Además de esta valiosa función, la luz regula los ritmos biológicos de la mayor parte de la especies.

La luz visible no es la única forma de energía que nos llega desde el sol. El sol nos envía varios tipos de energía, desde ondas de radio hasta rayos gamma. La luz ultravioleta (UV) y la radiación infrarroja (calor) se encuentran entre estas formas de radiación solar. Ambas, la luz UV y la radiación Infrarroja son factores ecológicos muy valiosos.

Muchos insectos usan la luz ultravioleta (UV) para diferenciar una flor de otra. Los humanos no podemos percibir la radiación UV. Actúa también limitando algunas reacciones bioquímicas que podrían ser perniciosas para los seres vivos, aniquilan patógenos, y pueden producir mutaciones favorables en todas las formas de vida.

ENERGÍA TÉRMICA

El calor es útil para los organismos ectotérmicos, es decir, los organismos que no están adaptados para regular su temperatura corporal (por ejemplo, peces, anfibios y reptiles). Las plantas usan una pequeña cantidad de energía térmica para realizar la fotosíntesis y se adaptan para sobrevivir entre límites de temperatura mínimos y máximos. Esto es válido para todos los organismos, desde los Archaea hasta los Mamíferos. Aunque existen algunos microorganismos que toleran excepcionalmente temperaturas extremas, aún ellos perecerían si fueran retirados de esos rigurosos ambientes.

Cuando la radiación infrarroja proveniente del Sol penetra en la atmósfera, el vapor de agua atmosférico absorbe y demora la salida de

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las ondas del calor al espacio exterior; así, la energía permanece en la atmósfera y la calienta (efecto invernadero).

Los océanos juegan un papel importante en la estabilidad del clima terrestre. Sin los océanos nuestro planeta estaría excesivamente caliente durante el día y congelado por la noche.

La diferencia de temperaturas entre diferentes masas de agua oceánica, en combinación con los vientos y la rotación de la Tierra, crea las corrientes marítimas. El desplazamiento de la energía en forma de calor, o energía en transferencia, que es liberada desde los océanos, o que es absorbida por las aguas oceánicas permite que ciertas zonas atmosféricas frías se calienten, y que las regiones atmosféricas calientes se refresquen.

ATMÓSFERA

La presencia de vida sobre nuestro planeta no sería posible sin nuestra atmósfera actual. Muchos planetas en nuestro sistema solar tienen una atmósfera, pero la estructura de la atmósfera terrestre es la ideal para el origen y la perpetuación de la vida como la conocemos. Su constitución hace que la atmósfera terrestre sea muy especial.

La atmósfera terrestre está formada por cuatro capas concéntricas sobrepuestas que se extienden hasta 80 kilómetros. La divergencia en sus temperaturas permite diferenciar estas capas.

La capa que se extiende sobre la superficie terrestre hasta cerca de 10 km. es llamada tropósfera. En esta capa la temperatura disminuye en proporción inversa a la altura, eso quiere decir que a mayor altura la temperatura será menor. La temperatura mínima al final de la tropósfera es de ­50C.

La Tropósfera contiene las tres cuartas partes de todas las moléculas de la atmósfera. Esta capa está en movimiento continuo, y casi todos los fenómenos meteorológicos ocurren en ella.

Cada límite entre dos capas atmosféricas se llama pausa, y el prefijo perteneciente a la capa más baja se coloca antes de la palabra "pausa". Por este método, el límite entre la tropósfera y la capa más alta inmediata (estratósfera) se llama tropopausa.

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La siguiente capa es la Estratósfera, la cual se extiende desde los 10 km. y termina hasta los 50 km de altitud. Aquí, la temperatura aumenta proporcionalmente a la altura; a mayor altura, mayor temperatura. En el límite superior de la estratósfera, la temperatura alcanza casi 25 °C. La causa de este aumento en la temperatura es la capa de ozono (Ozonósfera).

El ozono absorbe la radiación Ultravioleta que rompe moléculas de Oxígeno (O2) engendrando átomos libres de Oxígeno (O), los cuales se conectan otra vez para construir Ozono (O3). En este tipo de reacciones químicas, la transformación de energía luminosa en energía química engendra calor que provoca un mayor movimiento molecular. Ésta es la razón del aumento en la temperatura de la estratósfera.

La ozonósfera tiene una influencia sin par para la vida, dado que detiene las emisiones solares que son mortales para todos los organismos. Si nosotros nos imaginamos la capa de ozono como una pelota de fútbol, veríamos el Agotamiento de la Capa de Ozono semejante a una depresión profunda sobre la piel de la pelota, como si estuviese un poco desinflada.

Por encima de la Estratósfera está la Mesósfera. La mesósfera se extiende desde el límite de la estratósfera (Estratopausa) hasta los 80 km. hacia el espacio.

ELEMENTOS QUÍMICOS Y AGUA

Los organismos están constituidos por materia. De los 92 elementos naturales conocidos, solamente 25 elementos forman parte de la materia viviente. De estos 25 elementos, el Carbono, el Oxígeno, el Hidrógeno y el Nitrógeno están presentes en el 96 % de las moléculas de la vida. Los elementos restantes llegan a formar parte del 4 % de la

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materia viva, siendo los más importantes el Fósforo, el Potasio, el Calcio y el Azufre.

Las moléculas que contienen Carbono se denominan Compuestos Orgánicos, por ejemplo el bióxido de carbono, el cual está formado por un átomo de Carbono y dos átomos de Oxígeno (CO2). Las que carecen de Carbono en su estructura, se denominan Compuestos Inorgánicos, por ejemplo, una molécula de agua, la cual está formada por un átomo de Oxígeno y dos de Hidrógeno (H2O).

Agua

El agua (H2O) es un factor indispensable para la vida. La vida se originó en el agua, y todos los seres vivos tienen necesidad del agua para subsistir. El agua forma parte de diversos procesos químicos orgánicos, por ejemplo, las moléculas de agua se usan durante la fotosíntesis, liberando a la atmósfera los átomos de oxígeno del agua.

El agua actúa como un termorregulador del clima y de los sistemas vivientes:

Gracias al agua, el clima de la Tierra se mantiene estable.

El agua funciona también como termorregulador en los sistemas vivos, especialmente en animales endotermos (aves y mamíferos). Esto es posible gracias al calor específico del agua, que es de una caloría para el agua (calor específico es el calor ­medido en calorías­ necesario para elevar la temperatura de un gramo de una substancia en un grado Celsius). En términos biológicos, esto significa que frente a una elevación de la temperatura en el ambiente circundante, la temperatura de una masa de agua subirá con una mayor lentitud que otros materiales. Igualmente, si la temperatura circundante disminuye, la temperatura de esa masa de agua disminuirá con más lentitud que la de otros materiales. Así, esta cualidad del agua permite que los organismos acuáticos vivan relativamente con placidez en un ambiente con temperatura fija.

La evaporación es el cambio de una substancia de un estado físico líquido a un estado físico gaseoso. Necesitamos 540 calorías para evaporar un gramo de agua. En este punto, el agua hierve (punto de ebullición). Esto significa que tenemos que elevar la temperatura hasta

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100°C para hacer que el agua hierva. Cuándo el agua se evapora desde la superficie de la piel, o de la superficie de las hojas de una planta, las moléculas de agua arrastran consigo calor. Esto funciona como un sistema refrescante en los organismos.

Otra ventaja del agua es su punto de congelación. Cuando se desea que una substancia cambie de un estado físico líquido a un estado físico sólido, se debe extraer calor de esa substancia. La temperatura a la cual se produce el cambio en una substancia desde un estado físico líquido a un estado físico sólido se llama punto de fusión. Para cambiar el agua del estado físico líquido al sólido, tenemos que disminuir la temperatura circundante hasta 0°C. Para fundirla de nuevo, es decir para cambiar un gramo de hielo a agua líquida, se requiere un suministro de calor de 79.7 calorías. Cuándo el agua se congela, la misma cantidad de calor es liberada al ambiente circundante. Esto permite que en invierno la temperatura del entorno no disminuya al grado de aniquilar toda la vida del planeta.

2.4. Componentes funcionales del ecosistema.

2.4.1. FACTORES BIÓTICOS

Un ecosistema siempre involucra a más de una especie vegetal que interactúa con factores abióticos. Invariablemente la comunidad vegetal está compuesta por un número de especies que pueden competir unas con otras, pero que también pueden ser de ayuda mutua.

Pero también existen otros organismos en la comunidad vegetal: animales, hongos, bacterias y otros microorganismos. Así que cada especie no solamente interactúa con los factores abióticos sino que está constantemente interactuando igualmente con otras especies para conseguir alimento, cobijo u otros beneficios mientras que compite con otras (e incluso pueden ser comidas). Todas las interacciones con otras especies se clasifican como factores bióticos; algunos factores bióticos son positivos, otros son negativos y algunos son neutros.

Existe un fino equilibrio entre los factores bióticos y abióticos en los ecosistemas.

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Los factores Bióticos son todos los organismos que comparten un ambiente.

Los Componentes Bióticos son toda la vida existente en un ambiente, desde los protistas, hasta los mamíferos. Los individuos deben tener comportamiento y características fisiológicas específicos que permitan su supervivencia y su reproducción en un ambiente definido. La condición de compartir un ambiente engendra una competencia entre las especies, competencia que se da por el alimento, el espacio, etc.

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Podemos decir que la supervivencia de un organismo en un ambiente dado está limitada tanto por los factores abióticos como por los factores bióticos de ese ambiente. Los componentes bióticos de un ecosistema se encuentran en las categorías de organización en Ecología, y ellos constituyen las cadenas de alimentos en los ecosistemas.

2.4.2. NIVELES TRÓFICOS EN LOS ECOSISTEMAS (CADENAS DE ALIMENTOS) La energía fluye a través de la biosfera secuencialmente y de un organismo a otro. Una cadena alimenticia es una serie de relaciones de alimentación entre organismos, la cual indica quién come a quién. La energía se transforma primero mediante la fotosíntesis y después se transfiere de un organismo a otro, produciéndose rearreglos de los compuestos químicos en cada etapa. También en cada una de estas etapas, la energía se transforma parcialmente en calor y sale del sistema.

Las cadenas alimenticias raramente corresponden a secuencias aisladas. Generalmente se entrelazan varias de ellas para constituir una red alimenticia, que es una serie relativamente compleja de relaciones alimenticias.

La energía y los nutrientes pasan por varios niveles alimenticios. Cada uno de esos niveles se llama en Ecología "Nivel Trófico".

En un ecosistema sencillo, los niveles tróficos son:

Productores (plantas): Utilizan la luz solar y, por medio de la fotosíntesis, producen moléculas ricas en energía. La mayoría de las moléculas producidas sencillamente hace que aumente el tejido vegetal. Algunas de estas moléculas se degradan poco después de su elaboración, para constituirse en el combustible de los procesos vitales diarios de la planta (así como para la elaboración de tejido adicional). En el curso de su vida, las plantas emplean la mayor parte de la energía que fijan para conservarse vivos, o bien, reproducirse. Cuando mueren, el tejido “muerto” contiene aún energía, que pueden aprovechar los organismos denominados reductores.

Consumidores Primarios (herbívoros y/o zooplancton).Son organismos que confunden el tejido vegetal. De esta manera, obtienen las moléculas ricas en energía que, posteriormente, pueden degradar para liberar la

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que necesitan para vivir. Los herbívoros son heterótrofos (organismos “que se alimentan de otros”). Al igual que las plantas, los herbívoros consumen la mayor parte de la energía que obtienen en: vivir, crecer y reproducirse.

Consumidores Secundarios (carnívoros que se alimentan de los consumidores primarios, o sea, de los herbívoros). Al igual que los herbívoros, los carnívoros no pueden obtener energía directamente de la luz solar. Pero en lugar de ingerir el tejido vegetal para adquirir las moléculas orgánicas ricas en energía, consumen herbívoros. De la misma manera que los herbívoros, los carnívoros gastan su energía tanto en la conservación de la vida (respiración) como en la elaboración de tejidos (crecimiento y reproducción).

Consumidores Terciarios y Cuaternarios (carnívoros que se alimentan de carnívoros).

Permítame darle un ejemplo:

UNA CADENA ALIMENTICIA TERRESTRE:

­ Productores: césped, arbustos y árboles.

­ Consumidores primarios: saltamontes (comedores de plantas).

­ Consumidores secundarios: pájaros (insectívoros).

­ Consumidores Terciarios: serpientes (comedores de pájaros).

­ Consumidores Cuaternarios: Búhos (comedores de serpientes).

­ Finalmente, los factores bióticos y sus productos son reciclados (descompuestos) por los detritívoros (Bacterias, hongos, y algunos animales).

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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:

pasto ­­­> saltamonte ­­> ratón ­­­> culebra ­­­> halcón

Aún 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. Aún cuando muchos organismos tienen dietas muy especializadas (como es el caso de los osos hormigueros), en la mayoría no sucede así. Los halcones no limitan sus dietas a culebras, las culebras comen otras cosas aparte de ratones, los ratones comen yerbas además de saltamontes, etc. Una representación más realista de quien come a quien se llama red alimenticia, como se muestra a continuación:

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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. Aún 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.

2.4.3. Papel de los Organismos

Los organismos pueden 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

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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

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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 carbono­carbono. Cuando ocurre respiración, los enlaces carbono­carbono 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 representa 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 carbono­carbono. 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.

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2.4.4. NIVELES DE ORGANIZACIÓN EN ECOLOGÍA Los niveles de organización se refieren a la estructuración de un sistema determinado, desde el nivel más simple hasta los niveles más complejos.

En Ecología, los niveles de organización son los siguientes:

SER­ Cualquier cosa que existe. Hay seres vivos, por ejemplo, bacterias, hongos, protozoarios, algas, animales, plantas, etc., y seres inertes, como los virus, una roca, el agua, la luz, el calor, el sol, una pluma, un cuaderno, una silla, una mesa, mi Pepsi, una pieza de pan, etc.

INDIVIDUO­ Un individuo es cualquier ser vivo, de cualquier especie. Por ejemplo, un gato, un perro, un elefante, un fresno, un naranjo, un humano, una mosca, una araña, un zacate, una amiba, una pulga, un hongo, una lombriz de tierra, una avestruz, etc.

ESPECIE­ Es un conjunto de individuos que poseen el mismo genoma. Genoma es el conjunto de genes que determinan las características fenotípicas de una especie. Por ejemplo, Felis catus (gato), Fraxinus greggii (fresno), Paramecium caudatum (paramecio), Homo sapiens (Humano), etc.

POBLACIÓN­ Es un conjunto de individuos que pertenecen a la misma especie y que ocupan el mismo hábitat. Por ejemplo, población de amibas en un estanque, población de ballenas en el Golfo de California, población de encinos en New Braunfels, población de cedros en Líbano, etc.

COMUNIDAD­ Es un conjunto de poblaciones interactuando entre sí, ocupando el mismo hábitat. Por ejemplo, una comunidad de semidesierto, formada por nopales, mezquites, gramíneas, escorpiones, escarabajos, lagartijas, etc.

ECOSISTEMA­ Es la combinación e interacción entre los factores bióticos (vivos) y los factores abióticos (inertes) en la naturaleza. También se dice que es una interacción entre una comunidad y el ambiente que le rodea. Ejemplo, charcas, lagos, océanos, cultivo, bosque, etc.

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BIOMA­ Es un conjunto de comunidades vegetales que ocupan la misma área geográfica. Por ejemplo, Tundra, Taiga, Desierto, Bosque Templado Caducifolio, Bosque de Coníferas, Bosque tropical lluvioso, etc.

BIÓSFERA (BIOSFERA)­ Unidad ecológica constituida por el conjunto de todos los ecosistemas del planeta Tierra. Es la parte de nuestro planeta habitada por todos los seres vivos.

2.4.5. RELACIONES INTRAESPECÍFICAS Las relaciones intraespecíficas son las que ocurren entre organismos de la misma especie.

Dominación Social: Es la estratificación de grupos sociales, de acuerdo con la influencia que ejercen sobre el resto de los grupos de una población. Por ejemplo, en una población de hormigas, existen castas distinguidas en reinas, soldados, obreras y machos fértiles.

Jerarquía Social: Es la estratificación de los individuos de acuerdo con la dominación que ejercen sobre el resto de los individuos de una población. Por ejemplo, en un gallinero, el Gallo macho adulto más fuerte ejerce un dominio absoluto sobre el resto de los miembros de la población (gallinero). A este gallo se le denomina macho Alfa. Por debajo de él están todas las gallinas y el resto de los gallos más débiles que él. El gallo tiene preferencia por una gallina en particular, lo cual la convierte en una gallina que domina al resto de las gallinas y a los gallos más débiles que el macho Alfa. Esta gallina tiene el "derecho" de picotear al resto de las gallinas y aún a los gallos más débiles. La segunda gallina en jerarquía, o gallina Beta, puede picotear al resto de los individuos del gallinero, excepto al gallo Alfa y a la gallina Alfa. Y así sucesivamente, por orden de picotazos, hasta llegar al paria de esa población, aquél polluelo que come las sobras de la comida, que siempre está relegado a un rincón del gallinero y que se observa herido y desplumado por los picotazos recibidos de los demás miembros del gallinero.

Territorialidad: Es la delimitación y defensa de una área definida por un individuo o por un grupo de individuos. El ejemplo más común es el de los perros, quienes marcan un territorio a la redonda con respecto al lugar donde habitan mediante descargas de orina, las cuales emiten un olor distinguible por otros canes.

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2.4.6. RELACIONES INTERESPECÍFICAS Las relaciones interespecíficas son aquellas que acontecen entre

miembros de diferentes especies.

Las relaciones interespecíficas pueden ser positivas, neutrales o negativas:

Las relaciones positivas son en las que, cuando menos, una de las especies obtiene un beneficio de otra sin causarle daño o alterar el curso de su vida.

Las relaciones interespecíficas neutrales son aquéllas en las cuales no existe un daño o beneficio directo hacia o desde una especie. El daño o beneficio se obtienen solo de manera indirecta.

Las relaciones interespecíficas negativas son aquéllas en las cuales una de las especies obtiene un beneficio en detrimento de otras especies.

Las relaciones interespecíficas positivas son las siguientes:

Comensalismo: Es cuando un individuo obtiene un beneficio de otro individuo de otra especie sin causarle daño.

Por ejemplo, los balanos que se adhieren al cuerpo de las ballenas, las tortugas, etc. Los balanos adultos son sésiles, o sea que permanecen fijos a un sustrato no pudiendo desplazarse de un lugar a otro para buscar alimento. En este caso, los balanos obtienen el beneficio de transporte gratuito hacia zonas ricas en alimento (plancton) otorgado por las ballenas y otras especies marinas.

Mutualismo: Ocurre cuando un individuo de una especie obtiene un beneficio de otro individuo de diferente especie, y este a su vez obtiene un beneficio del primero. La relación mutualista no es obligada, lo cual la hace diferenciarse de la simbiosis. El concepto mutualismo deriva precisamente de la ayuda mutua que pueden brindarse dos individuos que pertenecen a diferentes especies.

El ejemplo clásico de mutualismo es el de los peces cirujano y los tiburones. Los peces cirujano se alimentan de los parásitos de la piel de los tiburones y otros peces. En este caso, el pez cirujano obtiene alimento y el tiburón se ve libre de los molestos parásitos.

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Simbiosis: Se dice que dos organismos son simbiontes cuando ambos pertenecen a diferentes especies y se benefician mutuamente en una relación obligada. Si uno de los simbiontes perece, el otro también perecerá al perder el recurso del que se ve beneficiado.

El caso más conocido de simbiosis corresponde a los líquenes. Los líquenes surgen por la relación obligada entre un alga y un hongo. El caso es extremo porque los individuos no solo no pertenecen a la misma especie, sino que tampoco pertenecen al mismo reino. El hongo proporciona suficiente humedad al alga y ésta proporciona alimento al hongo. La relación ha devenido tan estrechamente en el curso de su evolución que una especie no puede subsistir sin la otra.

Solo existe una relación interespecífica neutral:

Competencia: Ocurre cuando dos miembros de diferentes especies pertenecientes a una comunidad tienen las mismas necesidades por uno o más factores del entorno. Los individuos de la especie que posee ventajas para obtener ese factor del medio ambiente será la que prevalezca. La lucha no es física, sino selectiva. Pueden ocurrir encuentros casuales entre dos individuos de una y otra población, pero no es una regla general.

El mejor ejemplo sobre competencia interespecífica es la de dos especies carnívoras que merodean en la misma área y se alimentan de las mismas especies; por ejemplo, los leones y los chitas. Los leones toman ventaja sobre otras especies carnívoras por su tendencia a la cooperación entre los miembros de la población y por su comportamiento social.

Las relaciones interespecíficas negativas son las siguientes:

Depredación: Es cuando un individuo perteneciente a una especie mata apresuradamente a otra para alimentarse de ella.

El individuo que mata o caza a otros para comérselos se llama predador o depredador. El individuo que es cazado se llama presa.

Ejemplos de depredadores y presas son: el león (depredador) y el ñu (presa), la gallina (depredador) y una lombriz de tierra (presa), la campamocha (depredador) y una mariposa (presa), la araña (depredador) y una mosca (presa), etc.

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Parasitismo: Ocurre cuando una especie obtiene un beneficio de otra provocándole un daño paulatino que no provoca la muerte inmediata a la víctima.

La especie que obtiene un beneficio causando daño paulatino se llama huésped o parásito; mientras que la especie que es dañada se llama anfitrión u hospedero. Cuando la especie que actúa como parásito requiere de una especie intermedia entre ella y el anfitrión final, la especie intermedia se llama reservorio o recipiente.

Ejemplos de organismos parásitos: Amibas, lombriz del cerdo, solitaria, piojos, pulgas, garrapatas, ácaros, larvas de avispas, etc. La lista es bastante extensa.

2.4.7 PIRÁMIDE DE ENERGÍA Una pirámide de energía es la representación gráfica de los niveles tróficos (alimenticios) por los cuales la energía proveniente del Sol es transferida en un ecosistema. A grosso modo podemos decir que la fuente absoluta de energía para los seres vivientes en la Tierra es el Sol. La energía que el Sol emite actualmente es de 1366.75 W/m^2 (hace 400 años era de 1363.48 W/m^2). Cuando se realizaron los estudios de la captación de energía por los organismos productores la Irradiación Solar (IS) era de 1365.45 W/m^2. Actualmente, la energía aprovechable por los organismos fotosintéticos es de 697.04 W/m^2; sin embargo, los organismos fotosintéticos solo aprovechan 0.65 W/m^2 y el resto se disipa hacia el entorno no biótico (océanos, suelos, atmósfera), y de ahí, al espacio sideral y al Campo Gravitacional. La atmósfera absorbe 191.345 W/m^2, manteniendo así la temperatura troposférica mundial en los hospitalarios 35.4 °C (95.72 °F).

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

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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).

Producción de energía

Para entender la producción de energía es necesario conocer los siguientes conceptos:

• Producción primaria: Es la cantidad de energía fijada por los vegetales en la fotosíntesis.

• Producción bruta: Energía total asimilada por el organismo. • Producción neta: Energía que se utiliza en crecimiento y reproducción, esa es la cantidad de energía que queda después de descontar los gastos de energía en respiración

Luego: P.Neta = P.Bruta ­ Respiración

La estructura física y biológica no es una característica estática de la comunidad, ya que cambia temporal y espacialmente.

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La estructura vertical de la comunidad cambia con el tiempo, conforme los organismos que la forman nacen, crecen y mueren. Las tasas de natalidad y mortalidad de las especies varia en respuesta a los cambios ambientales, cambiando el patrón de diversidad y dominancia de las especies, lo que lleva a lo largo del tiempo y en el espacio a un cambio en la estructura de la comunidad, tanto física como biológica, este cambio en el patrón de la estructura de la comunidad es lo que se llama dinámica de comunidades.

Dentro de la dinámica podemos encontrar tres puntos fundamentales: las sucesiones ecológicas, las fluctuaciones y las interacciones que se desarrollan entre las poblaciones.

Sucesión ecológica: Es un cambio estructural de una comunidad en el que un conjunto de plantas y animales toman el lugar de otros, siguiendo orden predecible hasta cierto punto, aunque son tan variados como los ambientes en los que se lleva a cabo la sucesión.

En cada caso, la sucesión comienza con unos pocos invasores fuertes llamados pioneros. Si no hay perturbación la comunidad que se ha establecido, llegara a formar una comunidad clímax, variada y relativamente estable, que subsiste por si misma a lo largo del tiempo.

Fluctuaciones de las poblaciones: Pueden tener efectos profundos, a favor o en contra, sobre otras poblaciones incluyendo a la especie humana, son cambios en las poblaciones que debido a diversos factores ambientales, que afecta a veces dependiendo de la densidad o bien en forma independiente de la diversidad.

EJERCICIOS Unidad 2. El Ecosistema ¿Qué es un Ecosistema?

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Los consumidores primarios son:

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Los ecosistemas se pueden dividir en:

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¿Cuáles son los dos tipos de componentes que presentes en un ecosistema?

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¿A qué se le llama biotopo?

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¿A qué se le llama biocenosis?

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¿Cuáles son los factores abióticos?

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¿Cuáles son los factores bióticos?

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Unidad 3. La comunidad biótica.

3.1. Estructura de la comunidad biótica.

Cuando se estudian las interacciones de todas las poblaciones (y, por lo tanto, de todos los organismos) en un área dada, se está observando el nivel de organización de la comunidad. Así como las poblaciones poseen características independientes de los organismos individuales que la constituyen, las comunidades tienen propiedades separadas de cualquiera de sus poblaciones. Mediante un proceso que se denomina sucesión, las comunidades evolucionan desde interacciones simples hasta otras más complejas (maduras). En las comunidades maduras se mantiene un equilibrio general en el flujo energético y en la productividad (aún cuando algunas poblaciones pueden aumentar y otras disminuir).

Está determinada por la clase, número y distribución de los individuos que forman las poblaciones. En la estructura de una comunidad biológica se distinguen tres aspectos fundamentales que son: composición, estratificación y límites:

a. Composición de las Comunidades: Dentro de ésta se debe tomar en cuenta las siguientes características:

Abundancia: es el número de individuos que presenta una comunidad por unidad de superficie o de volumen (densidad de la población).

Diversidad: se refiere a la variedad de especies que constituyen una comunidad.

Tanto la abundancia como la diversidad son pequeñas en aquellas zonas de climas extremos como desiertos, fondos de océanos etc.

Dominancia: se refiere a la especie que sobresale en una comunidad, ya sea por el número de organismos, el tamaño, su capacidad defensiva, etc. La comunidad, por lo general, lleva el nombre de la especie que domina, por ejemplo, un pinar, comunidad de espinos, banco de ostras, etc.

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Hábitat: Es un lugar que ocupa la especie dentro del espacio físico de la comunidad.

Es necesario considerar al estudiar el concepto de hábitat que los organismos reaccionan ante una variedad de factores ambientales y sólo pueden ocupar un cierto hábitat, cuando los valores de esos factores caen dentro del rango de tolerancia de la especie.

Nicho Ecológico: Corresponde al papel u ocupación que desempeña la especie dentro de la comunidad; si es un productor, un herbívoro o bien un carnívoro. Una definición operativa de nicho es, en realidad, más compleja e incluye muchos más factores que el modo de vida de un organismo. Es de hecho, el ambiente total y también el modo de vida de todos los miembros de una especie determinada en la población.

Los organismos con un amplio rango de tolerancia ocupan nichos extensos, se les llama generalistas. Los organismos con un rango estrecho de tolerancia ocupan un nicho más reducido y se les llama especialistas, suelen ser empleados como indicadores ecológicos.

Indicador ecológico: es aquella especie que presenta estrechos límites de tolerancia a un determinado factor físico.

Muchas son las especies que desde hace siglos se han identificado y utilizado como indicadores ecológicos, para detectar la existencia desubstancias tóxicas. A estas especies se les ha dado el nombre genérico de bioindicadores. Por ejemplo los mineros utilizaban los canarios para detectar la presencia de gases letales antes de internarse en las minas. En el caso de las grandes ciudades, uno de los indicadores más notables de la contaminación del aire en las ciudades es la presencia de líquenes, que son especies particularmente sensibles a concentraciones importantes de SO2 y otras impurezas atmosféricas.

b. Estratificación de la Biocenosis: Las comunidades se pueden encontrar en estratos o capas horizontales o bien verticales. De igual manera existen comunidades monoestratificadas, en donde su estratificación vertical es muy pequeña y sólo se permite distinguir un estrato, tal es el caso de las zona rocosas o desérticas cuyos animales y plantas (representadas especialmente por líquenes) forman una capa al mismo nivel. Como ejemplo de una estratificación vertical podemos observar un bosque en el cual se encuentra el estrato subterráneo, suelo, un estrato herbáceo, arbustivo y arbóreo.

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c. Límites de la Biocenosis: En ocasiones es difícil establecer con claridad los límites de una comunidad. Esto resulta sencillo hacerlo en comunidades que ocupan biotopos muy concretos y delimitados, como ocurre en una pequeña charca o bien en una isla. Cuando se trata de individualizar biocenosis establecidas en biotopos como el océano resulta difícil delimitarlas pues unas con otras se interfieren. En tales casos existen zonas de transición que pueden ser intermedias y que se conocen con en nombre de ECOTONO. La frontera entre un bosque y una pradera, o bien la orilla de un río son ejemplos de ecotonos.

La composición de especies de cualquier comunidad se determina, tanto por el tipo de acción entre las especies, como por las condiciones ambientales presentes. Por ejemplo, varios tipos de semillas pueden ser transportados por el viento y por los animales hasta un hábitat específico, pero solamente sobrevivirán y se desarrollarán aquéllas que sean capaces de dominar (o coexistir con) las especies presentes en la comunidad. Una especie puede habitar un área, tornarse dominante y evitar la entrada de otras especies menos dotadas. Asimismo, las condiciones ambientales abióticas también limitan el número de miembros de un ecosistema particular. Una especie puede ser capaz de tolerar los límites de humedad, intensidad de la luz, velocidad del viento, composición del suelo y temperatura, de manera que permanece en un área particular.

La composición de especies varía considerablemente de un ecosistema a otro, debido al gran número de hábitats diferentes que pueden desarrollarse, aún cuando sus características sean muy similares.

Históricamente, las comunidades bióticas han sido muy importantes para los biólogos. Los primeros naturalistas emplearon bastante tiempo, determinando el tipo de animales y de plantas que podían encontrarse reunidos, y desarrollaron varios sistemas de clasificación para identificar las diferentes comunidades bióticas. El concepto de comunidad biótica corresponde a un tipo de modelo que ayuda al ecólogo a hacer predicciones. Por ejemplo, si localiza un bosque con un gran número de hayas y de arces, puede predecir razonablemente que existen en la misma área venados y tordos.

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3.2. Dinámica de poblaciones.

La población es uno de los agrupamientos fundamentales en ecología. Como ya se ha mencionado, las poblaciones se componen de todos los miembros de un mismo tipo de organismo (especie) que viven en un área determinada. Además de las características de los organismos individuales, las poblaciones tienen las suyas propias. Un organismo individual puede nacer y morir, pero solamente las poblaciones poseen índices de natalidad y mortalidad. Una población se expande a través del tiempo y tiene su propia natalidad, sus tiempos de expansión y de contracción, y puede quizás morir (extinción).

La dinámica de poblaciones es la especialidad de la ecología que se ocupa del estudio de los cambios que sufren las poblaciones biológicas en cuanto a tamaño, dimensiones físicas de sus miembros, estructura de edad y sexo y otros parámetros que las definen, así como de los factores que causan esos cambios y los mecanismos por los que se producen.

La dinámica de poblaciones es el principal objeto de la biología matemática en general y de la ecología de poblaciones en particular. Tiene gran importancia en la gestión de los recursos biológicos, como las pesquerías, en la evaluación de las consecuencias ambientales de las acciones humanas y también en campos de la investigación médica relacionados con las infecciones y la dinámica de las poblaciones celulares.

Cuando un ecólogo se refiere a los cambios en los organismos vivos de un ecosistema, emplea una población como unidad de referencia. La evolución es el proceso mediante el cual las poblaciones modifican sus características en el transcurso del tiempo. Estos cambios se presentan como resultado de una selección natural. Considerada como un todo, una población posee ciertas características que ninguno de sus miembros individuales posee. Cada miembro de una población puede nacer, crecer y morir, pero solamente una población puede poseer un índice de natalidad, de crecimiento, de mortalidad y un patrón de dispersión en el tiempo y el espacio.

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La evolución es el proceso mediante el cual las poblaciones modifican sus características (su contenido genético) en el transcurso del tiempo. Los organismos individuales poseen los rasgos que los caracterizan debido al material genético que heredan de sus progenitores. En el proceso de la reproducción, el material genético de los progenitores, puede asociarse en diversas combinaciones que dan por resultado diferencias en la descendencia, tanto en relación con los individuos que la constituyen, como en relación con los progenitores. Además las influencias externas (como las radiaciones, el calor y ciertas sustancias) pueden determinar cambios específicos en el material genético, dando lugar a las mutaciones. Las diversas combinaciones del material genético heredadas de los progenitores, unidas a las mutaciones, permiten garantizar que cada uno de los individuos que integran una población sencilla presentará ligeras diferencias. Esta variación en el contenido genético constituye la materia prima de la evolución.

Ciertos individuos dentro de una población exhiben caracteres que les permiten adaptarse satisfactoriamente al ambiente (caracteres de adaptación). Estos individuos generalmente, procrean satisfactoriamente. Comúnmente, aquellos individuos cuyos caracteres son inadecuados para adaptarse al medio, tienen una descendencia menor. De esta manera, a largo plazo, una población se compone de los individuos con mejores caracteres adaptativos. En una generación, los individuos cuyo material genético, y/o mutaciones, les permiten adaptarse al ambiente, producen más descendencia, y sus caracteres tienden a predominar en las generaciones futuras de la población. Este proceso se denomina: reproducción diferencial.

El ambiente es “selectivo” en el sentido de que ciertos caracteres dan a sus poseedores cierta ventaja en la supervivencia y procreación. Esta es la esencia del proceso denominado selección natural. Se dice que los individuos que tienen caracteres que los capacitan mejor para sobrevivir y reproducirse, “han sido seleccionados” por medio de una selección natural, donde los cambios en el material genético colectivo de la población (banco de genoma), se alteran con el paso del tiempo. Finalmente, estos cambios genéticos se expresan, como diferencias en el funcionamiento y la estructura de los organismos individuales.

Vamos a considerar el ejemplo siguiente, tomado de la evolución del caballo. Los primeros caballos eran pequeños (aproximadamente del

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tamaño de los perros). Unos cuántos individuos, después de combinaciones y mutaciones ocurridas al azar, tuvieron cuerpos ligeramente más grandes. Este aumento del tamaño del cuerpo les permitió transportarse más rápidamente en busca de alimentos, evitar ser dañados y, finalmente, encontrar pareja. De esta manera tuvieron mayor oportunidad de producir descendencia. Se reprodujeron pues, con mayor éxito que los individuos cuyos cuerpos eran más pequeños. Mediante el proceso de la reproducción diferencial, los individuos de cuerpos mayores fueron cada vez más comunes en generaciones de la población. Las nuevas generaciones estaban formadas por individuos de cuerpo aún más grande, los cuales, a su vez, tuvieron más posibilidades en la procreación. Por ello el caballo grande era frecuente en las generaciones posteriores. Debido a que el caballo más grande tenía más posibilidad de adaptarse a su ambiente (a juzgar por su éxito reproductivo) se dice que entre los caballos el ambiente “seleccionó” una talla corporal cada vez más grande. Así, el caballo moderno relativamente grande se ha desarrollado como resultado de la selección natural.

Se ha visto la forma en que una población de individuos se modifica, de generación en generación, para obtener mejores resultados en la adaptación a su ambiente. En esta exposición se ha hablado como si el ambiente permaneciera igual. De hecho siempre está cambiando. El ciclo geológico, el clima y otras especies en su evolución, modifican el ambiente. De ahí que la causa por la cual los organismos de una población son seleccionados, también varía constantemente. Una buena adaptación de una generación en un ambiente puede ser inútil, y aún peligrosa, para una generación posterior que se enfrenta a nuevas circunstancias ambientales. Algunas poblaciones son incapaces de adquirir los recursos que necesitan y se extinguen, debido a los cambios constantes y dinámicos en las relaciones entre las diferentes poblaciones en evolución, que actúan entre sí y el ambiente abiótico. Por otra parte, las poblaciones desarrollan, constantemente mejores formas de adaptación a los problemas en un ambiente cambiante.

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3.2.1. Crecimiento

Todas las especies biológicas están dotadas para producir mayor número de descendientes que los necesarios para mantener el tamaño de la población. Este es un principio fundamental para el concepto de selección natural con que el darwinismo explica la evolución biológica. En ausencia de limitaciones impuestas por el medio, el destino natural de una población es su crecimiento exponencial, tal como explicó, hace casi dos siglos, Robert Malthus. En la práctica, el crecimiento de la densidad de la población hace aparecer obstáculos a su continuidad, relacionados esencialmente con la progresiva escasez de recursos que provoca, a la vez que pone en marcha mecanismos intrínsecos de control del crecimiento.

El crecimiento poblacional es un fenómeno biológico y natural que está íntimamente ligado con aquella característica principal de la materia viva conocida como la capacidad reproductiva de los seres vivos. Es decir, el hecho de que una población llegue, con el tiempo, a saturar una determinada área geográfica, además de haber agotado todos los recursos que éste le pueda brindar, no es otra cosa que la manifestación de la ley natural. La ley natural de la vida que determina la existencia de las cosas. Podemos definir entonces, apoyados en la ley natural de la vida, tres fases en el crecimiento poblacional: El Inicio o Fase de Asentamiento, El intervalo de Abundancia o Fase de Desarrollo y La Decadencia o Fase de Control.

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3.3. Biomas.

Los Biomas del Mundo

Las grandes subdivisiones de la biosfera

La cualidad más relevante del ecosistema estriba en su independencia energética, su autarquía, ya que se conjugan en el marco de esta categoría ecológica todos los eslabones necesarios para constituir un ciclo energético completo. El ecosistema viene a ocupar entre todas las categorías de organismos ecológicos un lugar principal porque representa la unidad de convivencia energéticamente autárquica más pequeña. Por debajo de este lugar en el escalafón no se encuentran, en consecuencia, combinaciones de organismos y ambientes capacitadas para desarrollar un ciclo completo de transferencias energéticas. Sin embargo es posible construir, en un plano abstracto, unidades ecológicas superiores de mayor cuantía. Es así como se agrupan todos los ecosistemas de estructura y organización semejante bajo el concepto de "bioma", término propuesto por el ecólogo vegetal norteamericano Clements en 1916.

Un bioma es una comunidad de plantas y animales con formas de vida y condiciones ambientales similares e incluye varias comunidades y estados de desarrollo. Se nombra por el tipo dominante de vegetación; sin embargo, el complejo biológico designado bajo el término de bioma

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engloba también al conjunto de organismos consumidores y detritívoros del ecosistema. El conjunto de todos los biomas viene a integrar por último la biosfera.

Los biomas no se distribuyen en forma aleatoria sino, por el contrario, con una cierta regularidad tanto en el plano horizontal (o mejor dicho, en latitud) como en el vertical (altitud).

3.3.1. Distribución según la latitud

3.3.1.1. Biomas terrestres

La distribución de los grandes biomas terrestres según la latitud está primeramente condicionada por la de los climas; los restantes factores abióticos intervienen ya en mucha menor cuantía.

Si caminamos del ecuador a los polos, podremos observar una cierta simetría en el gradiente de biomas atravesados en cada uno de los dos hemisferios.

Los bosques pluviales tropicales o selvas alcanzan su máxima extensión en el ecuador y forman una banda casi continua dentro de la zona intertropical. Son las regiones de la biosfera que reciben la máxima cantidad de insolación; además el flujo solar es prácticamente constante a lo largo del año. Las precipitaciones que recibe la selva tropical son superiores a 1,500 mm. Estos bosques están caracterizados por la predominancia de árboles gigantes con hojas de gran superficie. También las lianas (plantas trepadoras) y epifitas que crecen sobre troncos y ramas constituyen grupos dominantes y típicos de estos ecosistemas.

Ningún otro ecosistema terrestre alberga una cantidad de biomasa tan elevada como la selva tropical. Tanto la densidad de materia viva como la diversidad de especies son máximas en comparación con el resto de los biomas terrestres. El bosque pluvial tropical alcanza su máxima extensión en una zona comprendida entre los 10º de latitud N y S.

Si nos alejamos fuera de estos límites, la pluviometría se reduce rápidamente dando lugar a la aparición de estepas – llamadas sabanas en África y América –, que aunque en principio incluyen un estrato arbóreo abierto, van haciéndose cada vez más pobres en plantas leñosas a medida que nos apartamos del ecuador. En las sabanas, el estrato herbáceo de este bioma está formado por gramíneas que

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alcanzan a veces más de un metro de altura. En África, la abundancia de las herbáceas durante la estación húmeda permite la multiplicación de los ungulados de gran tamaño: cebras, búfalos, antílopes, gacelas y otros herbívoros. La biomasa de los mamíferos llega a alcanzar valores inigualables: en ninguna región del mundo aparece espontáneamente tal concentración de grandes mamíferos.

Los desiertos, cuya extensión máxima se establece al nivel de los trópicos, suceden a la sabana sin transición neta. Vienen caracterizados por las mínimas precipitaciones que reciben, inferiores a los 200 milímetros/año, y por el elevado grado de aridez, tanto más grande cuanto menores y más irregulares son las lluvias: en las zonas hiperáridas de la biosfera llega a haber más de doce meses seguidos sin agua. La cubierta vegetal es escasísima y está constituida por plantas vivaces leñosas y xerófilas o por anuales de período vegetativo muy corto. Las partes subterráneas de estos vegetales están muy desarrolladas como adaptación a la extrema sequía y a la poca variación de temperatura. La biomasa es, por consiguiente, muy pequeña, igual o inferior a unas 20 toneladas/hectárea, y pobre la diversidad de especies.

Más allá de los 30º de latitud la pluviometría vuelve de nuevo a ascender, de forma que las comunidades se diversifican y su biomasa vuelve otra vez a ser considerable.

Los ecosistemas mediterráneos, muy variados y complejos, corresponden a zonas templado­cálidas caracterizadas por un período más o menos largo (que supera en ocasiones los cuatro meses) de sequía estival. Las precipitaciones, a menudo torrenciales, se distribuyen principalmente durante los equinoccios de primavera y otoño. Aparecen estos biomas en ambos hemisferios entre los 30º y 50º de latitud, principalmente en torno al mar Mediterráneo, desde Marruecos y la Península Ibérica hasta el Cáucaso, pero también en otras regiones del mundo como Australia, Chile y en el Oeste de Estados Unidos.

Las formaciones potenciales de estos ecosistemas son los bosques esclerófilos (con dominancia de especies vegetales con hojas perennes duras y gruesas como los géneros Quercus y Eucalyptus), aunque en algunas ocasiones lo son de bosques perennifolios de coníferas. El hombre ha favorecido esta última formación ampliando notablemente los pinares en la región mediterránea. Cuando el bosque esclerófilo se degrada se transforma generalmente en formaciones arbustivas (chaparrales, maquis o garrigas) de carácter xeromorfo.

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Las regiones templadas, situadas en latitudes medias, están ocupadas fundamentalmente por dos biomas. En primer lugar, en aquellas regiones con abundante pluviometría los inmensos ecosistemas forestales que allí se establecen están caracterizados por la presencia de especies de hoja caduca.

Este bioma de los bosques caducifolios templados cubría antiguamente toda la Europa templada (incluso la parte meridional de Escandinavia) desde el Atlántico hasta la vertiente siberiana del Ural, China septentrional y central y las regiones del continente norteamericano situadas al este desde el meridiano 100 hasta la latitud de Saint­Laurent. Estos ecosistemas son, por el contrario, casi inexistentes en el hemisferio sur (salvo en Australia y Nueva Zelanda), debido a la escasez de tierras emergidas más allá del paralelo 40º S.

En Europa este bioma está representado por bosques de robles y hayas, según las variaciones locales en humedad atmosférica, dentro de los que se encuentran otras especies menos abundantes como tilos y arces. El bosque caducifolio templado, de diversidad de especies bastante elevada, posee una clara estratificación arbustiva y herbácea. Las especies que componen estos estratos poseen cortos períodos vegetativos y están adaptadas a las particulares condiciones del subsuelo del bosque que permanece sometido a una intensa penumbra desde el comienzo de la estación cálida por la rápida e intensa entrada en foliación de las especies arbóreas.

El bosque caducifolio templado alberga una importante biomasa que, no obstante, es inferior a la de los biomas tropicales. El robledal puede llegar a tener más de 400 toneladas en materia viva por hectárea, mientras que la selva tropical supera las 500 toneladas/hectárea.

En las zonas templadas en que las precipitaciones son insuficientes para permitir el desarrollo de los árboles, en lugar de bosques aparecen enormes estepas, muy frecuentes en el hemisferio boreal. La «pradera» norteamericana es un buen ejemplo de este bioma, caracterizado por la predominancia del estrato herbáceo de gramíneas.

Los suelos de las estepas presentan grandes diferencias con los de los bosques templados establecidos en análogas latitudes y sobre unos mismos substratos geológicos. Son mucho más ricos en humus que los suelos forestales equivalentes; en efecto, por causa de la brevedad del ciclo vegetativo de las plantas herbáceas, se produce una importante acumulación de materia orgánica, de tal forma que la humificación es

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más fuerte que la mineralización. Además, y en razón del clima, la evaporación es superior a la pluviometría, lo que se traduce en una ausencia de lixiviación y en una acumulación de sales minerales – particularmente de calcio y potasio – en las capas superficiales. No es raro por consiguiente, que ciertos suelos de estepa (tierras negras de Europa oriental y América del Norte) figuren entre los más fértiles del globo.

Las estepas de las zonas templadas, antaño pobladas por grandes herbívoros, han sido desde hace mucho tiempo utilizadas por el hombre para el pastoreo o para el cultivo de cereales en aquellas zonas en las que la pluviometría lo hacía posible. La sobreexplotación de estas regiones ha conducido hacia la degradación irreversible de estos ecosistemas y a su transformación en desiertos.

La taiga o bosque boreal de coníferas es uno de los más importantes biomas del hemisferio norte. Cubre el escudo siberocanadiense a lo largo de una docena de millones de kilómetros cuadrados, extendiéndose aproximadamente entre los 45º y 57º de latitud norte. No obstante, sobrepasa localmente el círculo polar en Alaska, en Siberia y en Escandinavia.

El bosque boreal de coníferas se establece en unas regiones en las que las precipitaciones son bastante débiles (entre 400 y 700 mm), pero distribuidas a lo largo de todo el año, con un máximo estival. A causa de las condiciones climatológicas y de la cubierta vegetal, los suelos boreales, en permanente lixiviación, son de pH ácido y pobres en cationes, sobre todo en los horizontes superiores del suelo, en los que se acumula la materia orgánica. La diversidad de especies de este bioma es bastante reducida y su biomasa, inferior a la de otros sistemas forestales, aunque no obstante alcanza las 250 toneladas/hectárea.

La tundra es el bioma que ocupa las regiones comprendidas entre el límite natural de los árboles hacia los polos y las zonas parabiosféricas árticas y antárticas. Su distribución es casi enteramente boreal por causa de la ya comentada escasez de tierras emergentes entre el paralelo 45 y la Antártida, en el hemisferio austral. Ocupa sobre todo territorios situados más allá del círculo polar en el antiguo continente, pero desciende por bajo de los 60º N en Alaska y Labrador.

La tundra está formada por un mosaico de ecosistemas cuya composición botánica está condicionada por factores edáficos y climáticos. La brevedad de la estación vegetativa (sesenta días de media) y la parquedad de las temperaturas estivales (siempre por

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debajo de 10º C) constituyen sus principales factores limitantes. A causa de la gran duración del período invernal y del rigor de las temperaturas, el suelo de la tundra (permafrost) está helado permanentemente en profundidad, sólo unos cuantos decímetros de las capas superficiales pueden deshelarse durante el exiguo verano. Esta estructura y génesis edáfica impide el drenaje de las aguas superficiales y origina formaciones particulares de estas regiones árcticas como los suelos poligonales.

La composición florística de los ecosistemas es poco diversificada, y varía localmente según la latitud, las precipitaciones y otros factores ecológicos. Las plantas arbustivas (brezos, sauces y abedules enanos) aparecen en las zonas menos septentrionales y frías. En otras situaciones son plantas herbáceas – gramíneas y Carex principalmente – y criptógamas – como los líquenes del género Cladonia – los que se establecen y sirven de alimento a los herbívoros (renos y caribús). La biomasa es pequeña, del orden de 30 toneladas/hectárea, es decir apenas superior a la de los desiertos. Como en éstos últimos, aunque por causas climatológicas muy distintas, el estrato subterráneo es muy importante.

3.3.1.2 Biomas marinos

A pesar de que la zonación en latitud de los biomas se presenta como algo claramente definido cuando se estudia su distribución sobre la superficie de los continentes e islas, no ocurre lo mismo con lo que respecta al estudio de la hidrosfera.

A causa de la isotropía del medio acuático, los factores físico­ químicos varían mucho menos y de forma más lenta que en el medio terrestre. Los fenómenos de convección y difusión de sustancias solubles, junto con las corrientes marinas, aseguran una cierta uniformización de los factores abióticos, lo que limita el número de hábitats posibles y hace difícil la distinción de biomas. Los oceanógrafos no utilizan desde luego este término. Las variaciones climáticas tienen menor amplitud en la hidrosfera que en los ecosistemas terrestres, lo que también hace aleatoria la existencia de una zonación neta en latitud de las biomasas de las diversas comunidades oceánicas.

Tan sólo algunas biocenosis presentan zonación latitudinal. Este es el caso de los arrecifes de coral para cuyo desarrollo se necesitan temperaturas altas en el agua, superiores a los 20º C, lo que justifica la estricta localización de las madréporas en la zona intertropical. También

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las biocenosis circumpolares están localizadas en latitud y caracterizadas por especies adaptadas a las aguas frías.

Realmente, al mismo nivel que la luminosidad y más todavía que el de la temperatura, la concentración en fosfatos y nitratos del agua marina, constituyen un factor limitante primordial para el desarrollo de las biocenosis oceánicas. Esto ocurre también en los ecosistemas lacustres: estanques, lagos, etc. El papel esencial que estos elementos minerales juegan puede intuirse sin más que citar el suceso, aparentemente paradójico, de que los mares árticos y antárticos, a pesar de sus bajas temperaturas, tienen las biomasas más elevadas entre las que pueden encontrarse en la hidrosfera. La explicación es bien simple: la fusión del hielo en primavera engendra corrientes de superficie que provocan indirectamente la ascensión de aguas profundas cargadas de bioelementos. Como resultado inmediato se produce una increíble proliferación fitoplanctónica desde los primeros momentos de la estación favorable, y junto con ella la aparición de numerosos vertebrados e invertebrados atraídos por las óptimas condiciones creadas para su nutrición.

En términos generales, las mayores concentraciones de materia viva y las biocenosis más ricas se encuentran al nivel de la plataforma continental cualquiera que sea su latitud. Estas zonas están siempre próximas a la desembocadura de los ríos que descargan en ellas los nutrientes y sedimentos extraídos y transportados, lo que implica un importante flujo de fósforo y nitrógeno. Por eso no es sorprendente el que los estuarios y marismas se encuentren, junto con las aguas litorales polares y los arrecifes de coral, entre las regiones oceánicas de mayor biomasa.

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Por el contrario, las aguas azules tropicales, muy pobres en bioelementos, son casi desérticas y albergan una débil biomasa, a pesar de la considerable diversidad de sus biocenosis.

3.4. Biosfera.

La capa exterior del planeta Tierra puede ser dividida en varios compartimentos: la hidrosfera (o esfera de agua), la litosfera (o ámbito de los suelos y rocas), y la atmósfera (o la esfera de aire). La biosfera (o la esfera de la vida), a veces descrita como "el cuarto sobre" es la materia viva del planeta, o la parte del planeta ocupada por la vida. Alcanza así en los otros tres ámbitos, aunque no hay habitantes permanentes de la atmósfera. En relación con el volumen de la Tierra, la biosfera es sólo la capa superficial muy delgada que se extiende 11.000 metros bajo el nivel del mar a 15.000 metros por encima.

Se piensa que la vida por primera vez se desarrolló en la hidrosfera, a profundidades someras, en la zona fótica. (Sin embargo, recientemente, una teoría de la competencia se ha convertido, de que la vida se originó alrededor de fuentes hidrotermales en la profundidad de océano) aparecieron los organismos multicelulares y colonizaron las zonas bentónicas. Organismos fotosintéticos gradualmente emitieron, mediante reacciones químicas, los gases hasta llegar a las actuales concentraciones, especialmente la abundancia de oxígeno, que caracterizan a nuestro planeta. La vida terrestre se desarrolló más tarde, protegida de los rayos UV por la capa de ozono. La diversificación de las especies terrestres se piensa que fue incrementada por la deriva de los continentes por aparte, o, alternativamente, chocar. La biodiversidad se expresa en el nivel ecológico (ecosistema), nivel de población (diversidad intraespecífica), especies (diversidad específica), y nivel genético.

La biosfera contiene grandes cantidades de elementos tales como carbono, nitrógeno, hidrógeno y oxígeno. Otros elementos, tales como el fósforo, calcio y potasio, también son esenciales a la vida, aún están presentes en cantidades más pequeñas. En el ecosistema y los niveles de la biosfera, es un continuo reciclaje de todos estos elementos, que se alternan entre los estados minerales y orgánicos.

Aunque hay una ligera entrada de la energía geotérmica, la mayor parte del funcionamiento de los ecosistemas se basa en la aporte de la energía solar. Las plantas y los microorganismos fotosintéticos convierten la luz en energía química mediante el proceso de fotosíntesis, lo que crea la glucosa (un azúcar simple) y libera oxígeno libre. La

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glucosa se convierte así en la segunda fuente de energía que impulsa el ecosistema. Parte de esta glucosa se utiliza directamente por otros organismos para la energía. Otras moléculas de azúcar pueden ser convertidas en otras moléculas como los aminoácidos. Las plantas usan alguna de estos azúcares, concentrado en el néctar, para atraer a los polinizadores para la ayuda en la reproducción.

La respiración celular es el proceso mediante el cual los organismos (como los mamíferos) rompen de glucosa hacia abajo en sus mandantes, el agua y el dióxido de carbono, por lo tanto, recuperar la energía almacenada originalmente dio el sol a las plantas. La proporción de la actividad fotosintética de las plantas y otros fotosintetizadores a la respiración de otros organismos determina la composición de la atmósfera de la Tierra, en particular su nivel de oxígeno. Las corrientes de aire globales unen la atmósfera manteniendo casi el mismo equilibrio de los elementos en áreas de intensa actividad biológica y las áreas de la actividad biológica ligera.

El agua es también intercambiada entre la hidrosfera, la litosfera, la atmósfera, la biosfera y en ciclos regulares. Los océanos son grandes depósitos que almacenan el agua, aseguran la estabilidad térmica y climática, y facilitan el transporte de elementos químicos gracias a las grandes corrientes oceánicas.

EJERCICIOS Unidad 3. La comunidad biótica

¿Cuáles son los tres aspectos fundamentales que se distinguen en una comunidad biótica?

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¿A qué llamamos diversidad?

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¿Qué es un hábitat?

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¿A qué le llamamos nicho ecológico?

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¿Cuáles son los indicadores ecológicos?

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¿Qué es un ecotono?

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Menciona un ejemplo de ecotono:

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¿De qué se ocupa la dinámica de poblaciones?

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¿Cuáles son los organismos autótrofos?

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¿Cuáles son los organismos descomponedores?

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¿Qué es un bioma?

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Unidad 4. Impacto Ambiental

4.1. Recursos Naturales.

Los recursos naturales son los elementos y fuerzas de la naturaleza que el hombre puede utilizar y aprovechar.

Estos recursos naturales representan, además, fuentes de riqueza para la explotación económica. Por ejemplo, los minerales, el suelo, los animales y las plantas constituyen recursos naturales que el hombre puede utilizar directamente como fuentes para esta explotación. De igual forma, los combustibles, el viento y el agua pueden ser utilizados como recursos naturales para la producción de energía. Pero la mejor utilización de un recurso natural depende del conocimiento que el hombre tenga al respecto, y de las leyes que rigen la conservación de aquel.

La conservación del medio ambiente debe considerarse como un sistema de medidas sociales, socioeconómicas y técnico­productivas dirigidas a la utilización racional de los recursos naturales, la conservación de los complejos naturales típicos, escasos o en vías de

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extinción, así como la defensa del medio ante la contaminación y la degradación.

Las comunidades primitivas no ejercieron un gran impacto sobre los recursos naturales que explotaban, pero cuando se formaron las primeras concentraciones de población, el medio ambiente empezó a sufrir los primeros daños de consideración.

En la época feudal aumentó el número de áreas de cultivo, se incrementó la explotación de los bosques, y se desarrollaron la ganadería, la pesca y otras actividades humanas. No obstante, la revolución industrial y el surgimiento del capitalismo fueron los factores que más drásticamente incidieron en el deterioro del medio ambiente, al acelerar los procesos de contaminación del suelo por el auge del desarrollo de la industria, la explotación desmedida de los recursos naturales y el crecimiento demográfico. De ahí que el hombre tenga que aplicar medidas urgentes para proteger los recursos naturales y garantizar, al mismo tiempo, la propia supervivencia.

Los recursos naturales son de dos tipos: renovables y no renovables. La diferencia entre unos y otros está determinada por la posibilidad que tienen los renovables de ser usados una y otra vez, siempre que el hombre cuide de la regeneración.

Las plantas, los animales, el agua, el suelo, entre otros, constituyen recursos renovables siempre que exista una verdadera preocupación por explotarlos en forma tal que se permita su regeneración natural o inducida por el hombre.

Sin embargo, los minerales y el petróleo constituyen recursos no renovables porque se necesitó de complejos procesos que demoraron miles de años para que se formaran. Esto implica que al ser utilizados, no puedan ser regenerados.

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Todo esto nos hace pensar en el cuidado que debe tener el hombre al explotar los recursos que le brinda la naturaleza.

El aprovechamiento real de los recursos naturales de un país se basa en las siguientes realidades:

a) No todos los recursos están donde quisiéramos que estén. b) Sólo podemos utilizar lo que se debe usar y no todo lo que queramos tomar.

Así, por ejemplo, existen ambientes en los que hay mucha agua, pero muy malas tierras para los cultivos extensivos; o bien, lugares donde las tierras son excelentes, pero en ellas escasea el agua para riego agrícola.

También existen selvas y bosques en los que abunda la madera, pero en ellos no se puede hacer una explotación forestal puramente extractiva, sin riesgo de provocar graves cambios ambientales negativos: erosión, cambio de clima, pérdida de especies, etc.

Aunque un país tenga muchos recursos naturales, su uso y explotación deben ser racionales y siempre deben ir acompañados por medidas de conservación.

Es evidente que si los recursos naturales renovables necesitan ser utilizados racionalmente, los recursos no renovables requieren de un cuidado específico en su explotación, pues una vez agotados ya no estarán disponibles para el hombre.

Por ejemplo, tenemos que los recursos naturales renovables de México son bastantes y variados. Así, la flora del país está compuesta por más de 25,000 especies (10% de la flora mundial); esta diversidad de especies vegetales supera en cantidad a la diversidad de Estados Unidos y Canadá, juntos.

Aunque México tiene una cantidad considerable de recursos naturales, se han dado numerosos casos en los que estos recursos han sido saqueados, degradados y mal utilizados. Como por ejemplo se tiene la irracional devastación de la selva húmeda localizada en el sur y sureste del país, en donde hace 50 años había alrededor de 5 millones de hectáreas de vegetación, mismas que han sido destruidas por el hombre, de tal manera, que en la actualidad sólo queda menos de 1 millón de ha. De regiones selváticas no alteradas por el hombre, y que podrán ser totalmente eliminadas en un lapso no mayor de 10 años.

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En este caso, la selva ha sido devastada con el propósito de utilizar las tierras para introducir ganado y cultivos agrícolas; pero esto se ha hecho sin ningún plan de conservación ni preservación de especies o áreas ecológicas importantes.

Es evidente que este tipo de acciones son negativas y no son ejemplo de utilización racional de recursos naturales. Una vez perdida la selva (incluidos los vegetales y animales existentes en ella), será prácticamente imposible volver a recuperarla; es decir, se pierden los recursos naturales y las personas que dependen de ellos sufrirán las consecuencias de falta de agua, cambios de clima, erosión, modificación negativa del paisaje, empobrecimiento del suelo, producción deficiente de alimentos, falta de animales y vegetales para uso humano, etc. Éste es el momento en el que se deben explotar racionalmente nuestros bosques, se debe promover el ecoturismo, los ranchos cinegéticos, el cultivo de especies silvestres de interés económico y se deben hacer cumplir las vedas, cuidar y ampliar los parques nacionales, las reservas ecológicas, los jardines botánicos, etc.

El hombre debe hacer acopio de todo su potencial de raciocinio, ingenio, adaptación, conocimiento y tecnología para hacer un uso racional de los recursos con el fin de que éstos no se vean afectados adversamente. Si el hombre llegó a ser la especie dominante del planeta, seguramente puede lograrlo, pero si no lo hace, es muy probable que su crecimiento y expansión territorial se vean seriamente restringidos.

4.2. Explotación y Manejo.

La explotación y el manejo de los recursos naturales por parte del hombre tienen que ser vistos desde una perspectiva puramente ecológica. Con su capacidad de conocimiento, raciocinio y herencia cultural, la especie humana requiere hacer un buen uso de los recursos naturales que existen en el ambiente. Tiene que utilizar de manera más intensiva y extensiva (pero racionalmente) los recursos naturales renovables, y necesita emplear con extremo cuidado y medida los recursos no renovables.

En México, al igual que en cualquier otro país del mundo, los recursos naturales no están distribuidos de manera uniforme a todo lo largo y ancho de la República Mexicana. Por lo mismo, las riquezas naturales de nuestro país están ubicadas de manera irregular. Por ejemplo, hacia el norte del país, las reservas de agua para riego son mucho menores que en otras partes del territorio nacional; sin embargo, las tierras son ricas

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en nutrimentos, y cuando ocurren las cosechas de temporal, éstas son abundantes. En general, las superficies de tierra son planas y extensas, con poca vegetación arbórea, con baja biodiversidad y con gran aptitud para los cultivos extensivos y la ganadería extensiva no estabulada. En los estados de Tamaulipas, Nuevo León, Chihuahua, Sonora, etc., son famosos los grandes cultivos de sorgo, cebada, trigo y maíz, entre otros, y los enormes hatos de ganado bovino, caprino y caballar. En resumen, los recursos naturales más evidentes del norte del país son el suelo, los minerales preciosos, la agricultura extensiva y la ganadería.

En cambio, el sur del territorio nacional es húmedo, lluvioso, con mucha biodiversidad; el suelo en general no es plano, y por lo mismo, se ha propiciado la creación de hábitats significativos o con flora y fauna única. La explotación de los suelos, con frecuencia, no puede hacerse de manera extensiva, sino intensiva. Los ecosistemas son más frágiles. Las riquezas naturales más notables del sur del país son su flora y su fauna, el agua y el petróleo.

Un asunto aparte son los recursos acuáticos de agua dulce, salobre y marina que existen en todo el litoral mexicano del Golfo de México y del Océano Pacífico. El cultivo y extracción de peces, moluscos, crustáceos, etc., en estas regiones, han venido siendo el sustento permanente de muchos mexicanos. Aún así, los cuerpos de agua naturales del país continúan siendo subexplotados en su mayoría. El potencial de recursos naturales de estos ecosistemas es enorme.

Es obvio que la explotación y el manejo de los recursos naturales del país dependen de la región de la que se trate. Hay lugares donde la explotación del suelo puede ser extensiva (grandes extensiones de cultivo de sorgo, por ejemplo) y lugares donde sólo puede hacerse de manera intensiva (cría de ganado estabulada). Así por ejemplo, la forma tradicional de hacer ganadería extensiva en algunas zonas selváticas de los estados de Veracruz, Tabasco y Chiapas es una práctica común pero exageradamente nociva. No vale la pena tirar grandes áreas de selva para sembrar pasto en terrenos pobres en nutrientes (los suelos donde había selva son pobres) y en los cuales sólo se puede engordar una vaca por hectárea.

Estos lugares tienen un enorme potencial como terrenos forestales para explotar maderas como el cedro, la caoba, la ceiba, etc. En cambio, la producción intensiva de verduras, hortalizas, granos, así como frutas y animales, que se lleva a cabo en algunas partes del centro y el norte del país, es un muy buen ejemplo de utilización racional de los recursos naturales.

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La explotación gradual, racional y planeada de los recursos naturales siempre debe hacerse con el objetivo de que éstos persistan por largo tiempo, lo cual debe considerarse la meta última del hombre.

4.2.1. Explotación extractiva

Tal y como se mencionó, la explotación puramente extractiva de los recursos naturales es, a la larga, potencialmente peligrosa para los recursos explotados y para el hombre mismo. La acción de extraer irracionalmente recursos y utilizarlos sin acciones complementarias de cultivo, preservación y conservación, puede agotarlos. La pesca extractiva, la minería, las explotaciones petrolíferas, la tala furtiva de los bosques, etc., son acciones que pueden agotar los recursos.

Así, tenemos que, aunque las riquezas petrolíferas de México son considerables, las reservas probadas sólo alcanzan para tener una explotación del recurso durante los próximos 40 años, aproximadamente. Después de este período, los mexicanos ya no dispondremos de petróleo propio. Tendremos que comprarlo e importarlo. Para evitar un colapso económico del país se deben considerar medidas como: la extracción de este recurso no renovable se haga de manera racional; debe haber programas permanentes de ahorro y buen uso de la energía proveniente del petróleo; es necesario impulsar un programa de investigación y desarrollo de fuentes alternas de energía para sustituir al petróleo. Es por esto, por lo que México debe darle mayor valor agregado al petróleo y no venderlo crudo.

Otro ejemplo de actividad extractiva, lo tenemos en algunos recursos marinos. Por ejemplo, por tradición, en México casi no se cultiva el camarón de mar, sólo se extrae. La mayor parte de camarón de mar que se comercializa nacional e internacionalmente se extrae del mar, se

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empaca y se vende. Con los años, la captura de esta especie se ha visto afectada como consecuencia de su sobreexplotación. Un ejemplo más es la captura y extracción de tiburón en el Golfo de México. Por esta acción, las especies ya casi desaparecieron.

Las actividades de extracción de recursos también están representadas en las minas de oro, plata, cobre, estaño, etc.; en las graveras, en los bosques, en la fauna silvestre, etc.

Por desgracia, con frecuencia las actividades extractivas suelen ser furtivas, están fuera de la ley; son altamente dañinas al paisaje y a los ecosistemas; de esta forma pueden llegar a causar daños irreparables.

La actividad extractiva de algunos recursos naturales es inevitable, pero puede ser llevada a cabo de manera racional para prolongar su uso y beneficio.

4.2.2. Explotación y manejo conservacionista de los recursos.

Las prácticas conservacionistas de explotación y manejo de los recursos naturales son las que pueden hacer que la utilización de los mismos sea sustentable en la mayor proporción posible. Ésta es la única manera viable de utilizar y salvaguardar los recursos.

Bajo esta filosofía, los recursos renovables pueden ser el sustento extensivo e intensivo de los pobladores del planeta, y los no renovables deben ser utilizados racionalmente y extraídos del medio según las muy particulares necesidades de cada país. Es necesario evitar la explotación de los recursos por intereses puramente económicos o de poder.

El concepto conservacionista aplicable a la explotación de los recursos naturales implica:

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­ Que el uso de los recursos naturales se haga de manera planeada, según las necesidades reales del hombre.

­ Que se utilicen las grandes áreas productivas en monocultivos de cereales, leguminosas, pastos, etc., pero que también se dejen intactas otras grandes áreas para el desarrollo y la permanencia natural de comunidades vegetales y animales de la región.

­ Que los recursos se utilicen de manera intensiva y total, evitando el derroche de materia y energía.

­ Que no se generen desperdicios peligrosos o potencialmente peligrosos que afecten al medio físico y biológico en que sean descargados.

­ Que las modificaciones que se hagan al ambiente no sean peligrosas, sino susceptibles de restaurar.

­ Que la explotación de los recursos sea lo menos extractiva, y que los recursos explotados sean renovables.

­ Que los métodos de extracción y explotación de los recursos renovables y no renovables no sean agresivos al ambiente y respeten la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas. Que no modifiquen el suelo, el clima, el paisaje, etc.

­ Que la explotación y extracción de los recursos naturales no se haga para acumularlos, especular y obtener poder, lo cual con frecuencia, provoca el empobrecimiento extremo de los países cuyos recursos son explotados irracionalmente.

Con frecuencia, los recursos naturales de un país, como el cobre, la plata, el petróleo, las maderas preciosas, el café, el camarón, etc., son sobreexplotados solamente para conservar los precios internacionales de dichos productos. Incluso, cuando hay sobreproducción de dichos productos, éstos son quemados, destruidos o arrojados al mar, para que su precio aumente. Es decir, la utilización de los recursos no se hace a partir de una necesidad vital, sino de una necesidad de poder.

El conservacionismo debe ser una práctica de alcance mundial, pues la mayoría de los pueblos y países no son autosuficientes en recursos y, por lo mismo, deben adquirirlos en otras partes del planeta. El

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intercambio de estos productos es lo que genera el comercio, el capital y la riqueza. Pero siempre debemos recordar que no se puede caer en excesos especulativos que provoquen la sobreexplotación de los recursos naturales.

4.3. Contaminación ambiental.

En un principio, el hombre vivió y se desarrolló de una manera bastante armónica con la naturaleza. Sin embargo, al pasar el tiempo su población aumentó en número y pasó a ser más eficiente en las acciones tendientes a aprovechar los recursos naturales, y llegó el momento en que empezó a provocar deterioros ambientales.

Posteriormente, el ser humano tuvo progresos culturales, científicos, tecnológicos, industriales, demográficos y urbanos. Creó ciudades y sus necesidades de alimento y energía crecieron. Surgió la industrialización, utilizó carbón, petróleo, electricidad y, recientemente, la energía nuclear. Al final, apareció el gran problema de contaminación y degradación del ambiente.

Así pues, todas las acciones para proveer de alimentos, satisfactores y comodidad a la humanidad van encaminadas indudablemente a utilizar y transformar al máximo los recursos naturales renovables y no renovables de que ella dispone.

Aunque la naturaleza fácilmente puede recuperarse de perturbaciones pequeñas y no consistentes, derivadas del avance de la civilización o de eventos naturales, algunas de estas perturbaciones llevadas a cabo por el hombre han resultado casi catastróficas e irreversibles. Estas perturbaciones han provocado desequilibrio y empobrecimiento (regresión) de los ecosistemas sometidos a una explotación irracional o a la exposición con sustancias contaminantes que alteran su funcionamiento.

La contaminación es la presencia de sustancias nocivas y molestas en el aire, el agua y los suelos, depositadas allí por la actividad humana, en tal cantidad y calidad, que pueden interferir la salud y el bienestar del

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hombre, los animales y las plantas, o impedir el pleno disfrute de la vida.

Las formas de contaminación y sus fuentes pueden ser muy variadas; puede estar compuesta de sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Además, hay otras formas de contaminación que deben tomarse en cuenta, tales como el ruido, el calor y los olores.

Principales fuentes de contaminación

Entre las fuentes de contaminación más notables, podemos citar las siguientes:

• Emanaciones industriales, en forma de humo o polvo, las cuales son lanzadas a la atmósfera y contaminan el aire. • Aguas residuales de origen industrial, que constituyen la principal fuente de contaminación de las aguas. • Aguas albañales procedentes de la actividad humana. • Productos químicos procedentes de la actividad agropecuaria, los cuales son arrastrados por las aguas; entre ellos, plaguicidas, fertilizantes, desechos de animales, etc. • Residuos sólidos provenientes de la industria y de las actividades domésticas. • Emanaciones gaseosas producidas por el transporte automotor. • Dispersión de hidrocarburos en las vías fluviales y marítimas, causadas por la transportación a través de estas vías.

Otras fuentes de contaminación

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El ruido. Con el desarrollo de la civilización industrial y urbana, el ruido, que se define como un sonido inarticulado y confuso más o menos fuerte, ha tomado gran importancia. Está incluido dentro de los elementos contaminantes que influyen desfavorablemente en el medio ambiente y, en algunos casos, resulta nocivo para la salud del hombre.

El ruido es un elemento común en zonas donde existen altas concentraciones de población, las cuales generan un denso tráfico automotor; también en terminales aéreas y de ferrocarriles, en zonas de alta industrialización, en conglomeraciones, etc.

Las afectaciones causadas al hombre por el ruido excesivo pueden ser de orden fisiológico o psicofisiológico, e inciden cada día más, sobre todo en los obreros industriales. Entre los efectos fisiológicos producidos por el ruido se encuentran la fatiga auditiva y los traumatismos acústicos, entre otros.

Otros efectos producidos a largo plazo pueden ser la alteración del ritmo cardíaco y de la tensión arterial, y hasta trastornos de orden psíquico.

Los niveles de ruido se miden en unidades llamadas decibeles (dB), y en algunos países se han dictado regulaciones para establecer límites permisibles al respecto.

La intensidad de los ruidos fluctúa en una escala entre 0 y 160 decibeles; el nivel perjudicial para el oído humano se encuentra alrededor de los 90 decibeles.

A continuación brindamos el equivalente en dB de algunos ruidos comunes que se encuentran sobre el límite perjudicial para el oído humano:

Fuentes de ruido Decibeles Fábrica ruidosa 100 Sonido considerado normal en una fiesta con música

110

Podadora motorizada 110 Motocicletas 120 Calle con mucho tráfico 130 Martillo neumático 130 Avión jet al despegar a 25 metros de altura 140

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Cornetas de aire 150 Ruido captado por el oído al ser disparado un rifle de alto calibre

160

Estos ejemplos nos pueden dar una idea de cómo ruidos que oímos diariamente alcanzan niveles por encima del umbral permisible para el oído humano. Es por esta razón que debemos evitar los ruidos innecesarios y el hablar en voz alta, pues el conjunto de todos estos ruidos va afectando a largo plazo nuestros sistemas auditivo y nervioso.

El Calor. El calor producido por hornos mal ubicados, por la actividad industrial, el transporte, las quemas forestales y, en general, todo proceso de combustión, ocasiona problemas ambientales debido al incremento de la temperatura.

Es de notar que la temperatura en las ciudades es 3 ó 4° C superior a la del campo. Este fenómeno, conocido con el nombre de "isla de calor", es provocado principalmente por el dióxido de carbono producido en las combustiones citadas anteriormente, el cual se acumula en las capas inferiores de la atmósfera, más cercanas a la superficie del suelo. Estas capas reciben la radiación solar reflejada por las edificaciones, calles, etc., y la devuelven de nuevo a la tierra; este fenómeno se repite varias veces.

Una de las formas de mitigar el calor en las ciudades es la ubicación de árboles en las avenidas, y la creación de áreas verdes, las cuales, además, tienden a disminuir el nivel de ruido en las ciudades.

Como hemos podido ver, los fenómenos de la contaminación son tan variados como sus efectos sobre la salud y el bienestar del hombre, lo cual debe tenerse en cuenta al planificar el desarrollo de la sociedad.

Para que exista contaminación, la sustancia contaminante deberá estar en cantidad relativa suficiente como para provocar ese desequilibrio. Esta cantidad relativa puede expresarse como la masa de la sustancia introducida en relación con la masa o el volumen del medio receptor de la misma. Este cociente recibe el nombre de concentración.

Los agentes contaminantes tienen relación con el crecimiento de la población y el consumo (combustibles fósiles, la generación de basura, desechos industriales, etc.), ya que al aumentar éstos, la contaminación que ocasionan es mayor. Los contaminantes por su consistencia, se clasifican en sólidos, líquidos y gaseosos. Se descartan los generados por procesos naturales, ya que por definición, no contaminan.

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Los agentes sólidos están constituidos por la basura en sus diversas presentaciones. Provocan contaminación del suelo, del aire y del agua. Del suelo porque produce microorganismos y animales dañinos; del aire porque produce mal olor y gases tóxicos y del agua porque la ensucia y no puede utilizarse.

Los agentes líquidos están conformados por las aguas negras, los desechos industriales, los derrames de combustibles derivados del petróleo los cuales dañan básicamente el agua de ríos, lagos, mares y océanos; con ello provocan la muerte de diversas especies.

Los agentes gaseosos están constituidos por la combustión del petróleo (óxido de nitrógeno y azufre) y por la quema de combustibles como la gasolina (liberando monóxido de carbono), basura y desechos de plantas y animales.

Todos los agentes contaminantes provienen de una fuente determinada y pueden provocar enfermedades respiratorias y digestivas. Es necesario que el hombre tome conciencia del problema.

Se denomina contaminación atmosférica o contaminación ambiental a la presencia en el ambiente de cualquier agente (físico, químico o biológico) o bien de una combinación de varios agentes en lugares, formas y concentraciones tales que sean o puedan ser nocivos para la salud, la seguridad o para el bienestar de la población; o que puedan ser perjudiciales para la vida vegetal o animal; o impidan el uso normal de las propiedades y lugares de recreación y el goce de los mismos. La contaminación ambiental es también la incorporación a los cuerpos receptores de sustancias sólidas, líquidas o gaseosas o mezclas de ellas,

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siempre que alteren desfavorablemente las condiciones naturales de los mismos o que puedan afectar la salud, la higiene o el bienestar del público.

4.4. Impacto ambiental.

La falta de espacios verdes, la superpoblación, el exceso de humo y calor generados por distintas máquinas, y la contaminación acústica y visual hacen de la ciudad un ambiente adverso para el hombre.

Expertos en salud ambiental y cardiólogos de la Universidad de California del Sur (EE.UU), acaban de demostrar por primera vez lo que hasta ahora era apenas una sospecha: la contaminación ambiental de las grandes ciudades afecta la salud cardiovascular. El efecto persistente de la contaminación del aire respirado, en un proceso silencioso de años, conduce finalmente al desarrollo de afecciones cardiovasculares agudas, como el infarto. Al inspirar partículas ambientales con un diámetro menor de 2,5 micrómetros, ingresan en las vías respiratorias más pequeñas y luego irritan las paredes arteriales. Los investigadores hallaron que por cada aumento de 10 microgramos por metro cúbico de esas partículas, la alteración de la pared íntima media de las arterias aumenta un 5,9 %. El humo del tabaco y el que en general proviene del sistema de escape de los autos producen la misma cantidad de esas partículas. Normas estrictas de aire limpio contribuirían a una mejor salud con efectos en gran escala.

Otro de los efectos es el debilitamiento de la capa de ozono, que protege a los seres vivos de la radiación ultravioleta del Sol, debido a la destrucción del ozono estratosférico por Cl y Br procedentes de la contaminación; o el calentamiento global provocado por el aumento de la concentración de CO2 atmosférico que acompaña a la combustión

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masiva de materiales fósiles. Lastimosamente los empresarios y sus gobiernos no se consideran parte de la naturaleza ni del ambiente que le rodean, ni toman ninguna conciencia de los daños que hacen al planeta, e indirectamente a sí misma, al mismo ritmo con que los produce; salvo el retirar sus contaminantes de sus regiones.

Deteriora cada vez más a nuestro planeta, atenta contra la vida de plantas, animales y personas; además genera daños físicos en los individuos y convierte en un elemento no consumible al agua.

4.4.1. EFECTOS DE LA RADIACTIVIDAD

Los efectos de la radiactividad en los seres vivos son dañinos para su integridad física. Pueden ser inmediatos o tardíos, según la dosis. Cuando el organismo humano recibe de golpe altas dosis de radiación, puede sobrevenir la muerte. Cantidades altas recibidas en fracciones pequeñas y espaciadas producen efectos tardíos, como la leucemia, cánceres, cataratas y otros procesos degenerativos. Dosis bajas y espaciadas en el tiempo pueden producir efectos tardíos o anormalidades en las próximas generaciones.

El uso militar y comercial de la energía nuclear representa un peligro inaceptable tanto por sus emisiones rutinarias de radiactividad y los residuos que generan, como por el riesgo de accidente que su funcionamiento supone. Es preciso abandonar la energía nuclear.

4.4.2. CAMBIOS CLIMÁTICOS POR LA CONTAMINACIÓN AMBIENTAL

El cambio climático, inducido por la actividad del ser humano, supone que la temperatura media del planeta aumentó 0,6 grados en el S.XX. La temperatura media del planeta subirá entre 1,4 y 5,8 grados entre 1990 y 2100. En el mismo período, el nivel medio del mar aumentará entre 0,09 y 0,88 metros. El aumento del S.XX no se ha dado en ninguno de los últimos diez siglos.

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El cambio climático acelerará la aparición de enfermedades infecciosas, como las tropicales, que encontrarán condiciones propicias para su expansión, incluso en zonas del Norte. La Organización Mundial de la Salud advirtió que es probable que los cambios locales de temperaturas y precipitaciones creen condiciones más favorables para los insectos transmisores de enfermedades infecciosas, como la malaria o el dengue. La atmósfera actúa como una trampa térmica y este efecto invernadero aumenta con la concentración de gases como el CO2. La actividad humana, la deforestación y, sobre todo, la quema de combustibles fósiles incrementan la presencia de este gas en el aire. La concentración atmosférica de CO2 se ha incrementado en un 31% desde 1750.

Los científicos han detectado por primera vez la llegada de grandes cantidades aguas subtropicales a las altas latitudes donde se encuentra la gélida Groenlandia debido a cambios en la circulación oceánica en el Atlántico Norte. Este fenómeno, nunca visto, no estaba previsto en los modelos del cambio climático y puede

acelerar todavía más la rápida pérdida de hielo en la zona.

La cubierta de nieve y hielo ha disminuido en un 10% desde finales de los 60. Igualmente, se observa una reducción de los glaciares a lo largo del S.XX. Ha aumentado la temperatura superficial del océano y el nivel del mar entre 0,1 y 0,2 m. en el S.XX (y que irá en aumento amenazando de inundar a ciertos países). También se registran cambios en el régimen de lluvias, en la cubierta de nubes y en el patrón de ocurrencia de fenómenos como la corriente cálida de El Niño, que se ha

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vuelto más frecuente. Tal aumento puede conducir a una mayor incidencia de enfermedades transmitidas por el agua, como el cólera, y de las relacionadas con toxinas, como el envenenamiento por mariscos.

La única forma de frenar la modificación del clima es reducir drásticamente las emisiones de gases invernadero, como el CO2. Es necesario presionar a los gobiernos y empresas mundiales, básicamente, para que reduzcan las emisiones de CO2.

La incineración de los residuos es una fuente muy importante de contaminación ambiental pues emite sustancias de elevada toxicidad, a la atmósfera y genera cenizas también tóxicas. Al contaminar, pues, el aire que respiramos, el agua que bebemos y nuestros alimentos, la incineración afecta gravemente a nuestra salud. Entre los compuestos tóxicos destacan ­principalmente­ metales pesados y las dioxinas. Estas últimas son extremadamente tóxicas, persistentes y acumulativas en toda la cadena alimentaria. Son sustancias cancerígenas y que alteran los sistemas inmunitario, hormonal, reproductor y nervioso.

En consecuencia, las empresas y las Administraciones deben invertir sus esfuerzos económicos y personales en desarrollar otras alternativas.

4.4.3. DESTRUCCIÓN DEL OZONO

El dióxido de carbono y el efecto invernadero están calentando el planeta. La destrucción del ozono debido a las actividades humanas ha llegado ya al punto en que los dañinos rayos solares, los ultravioletas B, llegan, en grandes zonas de la superficie terrestre, a niveles capaces de causar extensos daños a la vida. Las dosis cada vez mayores de UV­B amenazan la salud y el bienestar humano, las cosechas, los bosques, las plantas, la vida salvaje y marina. Se ha producido una elevación de la tasa de cáncer de piel. La exposición a la radiación UV­B reduce la efectividad del sistema inmunológico. Hay que prohibir la fabricación y uso de todos los compuestos destructores del ozono. La falta de agua, efecto del calentamiento del

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planeta, amenaza seriamente los medios de subsistencia de más de 1200 millones de personas, la cuarta parte de la población mundial. A pesar de las crecientes preocupaciones respecto a estos temas, las medidas de ámbito internacional encuentran escollos insalvables para su aplicación a causa del desarrollismo incontrolado, del consumismo y la miopía de los dirigentes políticos, cautivos de los intereses y la codicia de los clanes financieros.

4.5. CONTAMINACIÓN AMBIENTAL INDUSTRIAL

La apertura de galerías mineras que favorecen las infiltraciones de sal potasa, por ejemplo, en el terreno; los gases tóxicos que se disuelven en el agua de las precipitaciones y la potencial ruptura accidental de las canalizaciones de las industrias de transformación; los vertidos de aguas con metales pesados, cadmio, plomo, arsénico y compuestos orgánicos de síntesis; el almacenamiento deficiente de productos químicos; los gases de los escapes y aceites en la carretera de los transportes; la polución térmica por agua caliente de las centrales nucleares; el arrojo de desperdicios en el mar de los buques, etc.

4.6. CONTAMINACIÓN AMBIENTAL URBANA

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La relación del hombre con su ambiente se ha visto afectada también por el proceso urbanístico, lo que ha llevado a la destrucción de áreas verdes para dar paso a nuevas construcciones habitacionales, donde las áreas recreativas son cada vez más escasas. La migración del campo a la ciudad trae consigo insuficiencia de servicios públicos (agua, luz, transporte) y bajo nivel de vida de un elevado porcentaje de la población urbana. La contaminación sónica en algunas ciudades es muy aguda: vehículos, aviones, maquinarias. etc. El ruido produce efectos psicológicos dañinos como son interrumpir el sueño (cuando la intensidad supera los 70 decibelios), disminuir el rendimiento laboral y provocar un constante estado de ansiedad. Se dice que las generaciones jóvenes de hoy serán futuros sordos, pues cada vez es mayor el ruido de las ciudades.

La contaminación del agua depurada por canalizaciones obsoletas y a la disolución de barros de depuración en el tratamiento del agua; la contaminación de las aguas domésticas; la fuga de materia orgánica fermentable de las fosas sépticas; el vertido de aguas usadas no depuradas del alcantarillado; los vertidos de aguas de las coladas (fosfatos); el lavado de los suelos urbanos saturados de contaminantes diversos; la filtración de productos nocivos debida a descargas incontroladas, etc.

4.7. Desarrollo Sustentable

Desde 1972, en la Conferencia de Estocolmo se utilizó a la sustentabilidad como un término ecológico. Asimismo, el concepto de desarrollo sustentable aparece en 1987, en el informe de la Comisión Mundial del Medio Ambiente y del Desarrollo de la Organización de las Naciones Unidas, donde se le define como”… el desarrollo que satisface las necesidades de la generación presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades”. Así pues, el desarrollo sustentable se asume como un término que define a las actividades que el hombre desarrolla tendientes a satisfacer sus necesidades de manera sostenida o permanente, a lo largo de los años por venir. Sin embargo, cabe hacerse las preguntas siguientes: ¿hasta

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cuándo alcanzarán los recursos? ¿Para cuántos alcanzarán los recursos? ¿Se puede lograr la sustentabilidad permanente?

Independientemente de contestar las preguntas anteriores, la idea del desarrollo sustentable implica que el hombre requiere hacer un manejo incuestionable (razonado, con inteligencia, con uso de la razón), de los recursos naturales renovables y no renovables, para existir y subsistir. Es obvio que la especie humana, al igual que cualquier otra especie de la naturaleza, está expuesta a las presiones del medio y a los factores que limitan su presencia en el planeta, tales como el alimento, el especio, el clima, etc. Los recursos naturales, transformados o no, sólo alcanzan para sostener a una determinada cantidad de seres humanos; más allá de esos límites de recursos, los humanos no podrán crecer en número, so pena de sufrir bajas. Cambios drásticos en el ambiente o desequilibrios ecológicos adversos, también podrán diezmar a la población humana. A futuro, el crecimiento poblacional de las personas se mantendrá en los límites que los recursos naturales y el ambiente les impongan, manteniendo dicha población estable o casi estable.

Ahora bien, el desarrollo sustentable implica asegurar la estancia de los humanos en la Tierra por muchos miles de años más, utilizando racionalmente los recursos naturales.

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4.8. La educación ambiental

4.8.1. Realidades y perspectivas

La educación ambiental es un proceso de enseñanza – aprendizaje por medio del cual el individuo adquiere conocimientos y desarrolla hábitos que le permiten modificar los puntos de conducta individual en relación al medio. La educación ambiental es un proceso educativo permanente, cuyo propósito es lograr, en los diversos sectores y grupos que integran el conjunto de la sociedad nacional, que participen conscientemente en la solución de los problemas ambientales y en la prevención de los futuros.

La idea de educación ambiental nació a partir de la creciente preocupación de las diferentes sociedades del mundo, por los altos índices de contaminación, depredación y mal manejo de los recursos naturales que se han venido dando en gran parte del planeta. Es así como después de diversas reuniones internacionales que ha habido desde la época de los setenta hasta la fecha, el hombre ha sentido la necesidad de divulgar masivamente muchos de los aspectos más importantes relacionados con la problemática ambiental de la Tierra.

Así pues, a partir de 1972 hemos venido recibiendo información relativa a la deforestación, la desertización, la erosión, la contaminación, la extinción de especies vegetales y animales, la lluvia ácida y, más

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recientemente, la perforación de la capa de ozono y el calentamiento global, entre otras cosas.

Hemos podido conocer recientemente que las golondrinas de mar crestadas chinas están pasando por un mal momento. Está incluida en la Lista Roja de Especies Amenazadas de la Unión Internacional de

Conservación de la Naturaleza. En 2000 fueron redescubiertas cuando prácticamente se las daba por extinguidas, hoy siguen viviendo un auténtico calvario.

Con el paso del tiempo se detectó la necesidad impostergable de que la educación ambiental pasara a formar parte íntima de la cultura del hombre, pues ésta (tan necesaria como el leer y escribir) es lo que coadyuvará a que el género humano sobreviva en este planeta bajo las mejores condiciones ambientales, de recreación natural, de espacio, de alimentación, de obtención de energía, y estableciendo las relaciones normales de convivencia y competencia consigo mismo y con otras especies.

En resumen, el objetivo de la educación ambiental es provocar que el hombre tenga una conciencia ecológica básica, que le permita reconocerse a sí mismo como un ser vivo más de este planeta, que ocupa hábitats determinados y que cumple diversas funciones tróficas y energéticas dentro de la naturaleza. Asimismo, educación ambiental debe provocar la toma de conciencia para que advierta que ella en la raza humana depende de los recursos naturales y del manejo racional que le dé a los mismos; y que, además, al igual que cualquier organismo viviente de nuestro planeta, está expuesta a los procesos

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naturales de competición, adaptación y selección natural con los de su especie y/o con otras.

La educación ambiental debe producir un cambio de actitud en el hombre, de tal manera que pueda modificar su vida y rutina cotidiana, participando de manera activa, espontánea y automática (como un hábito) con acciones individuales y colectivas a favor del medio ambiente.

Todo lo anterior, desde luego, no ha sido ni será una tarea fácil, pero es una de las mejores inversiones culturales que el hombre moderno ha implementado, pues una vez que la cultura y la educación ambiental pase a formar parte de la cultura general de los individuos, el aprovechamiento racional de nuestros recursos y su preservación y conservación serán acciones espontáneas e infalibles, que invariablemente redundarán en el mantenimiento de las buenas relaciones del hombre con su entorno físico y biológico.

Complementariamente a la educación formal, para las nuevas generaciones, la educación ambiental no formal es elemental para que los adultos no beneficiados con la primera no prosigan con las prácticas inadecuadas de explotación y mal manejo de los recursos naturales, a fin de asegurar que éstos sigan siendo aprovechados por las generaciones futuras.

Es así como en la mayor parte de los estados de nuestro de país, acordes con las tendencias mundiales, se ha venido aplicando una serie de actividades de educación formal y no formal entre los diversos sectores de la población: se han hecho programas de radio y televisión, se han producido películas y música de corte ecológico, obras de teatro, revistas, congresos, reuniones y, sobre todo, programas de educación formal que incluyen temas y materias de ecología a nivel de primaria, secundaria y preparatoria. Es decir, de la educación básica y media que moldea los principios culturales básicos del hombre. Estas acciones obviamente tendrán resultados infalibles y determinantemente positivos.

Aunque es obvio que la educación formal es para los estudiantes en formación, la educación no formal es para los no estudiantes, pero también para los primeros, pues se imparte de manera permanente y permite la reafirmación constante de la educación ambiental recibida.

El objetivo de la educación ambiental es que haya una respuesta automática adecuada para actuar ante problemas, contingencias o cualquier otro tipo de asuntos relacionados con el medio ambiente de

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nuestro entorno personal, familiar, de la colonia, del municipio, del estado, del país y del mundo. Todo ello con la finalidad de proteger, conservar y hacer buen uso de los recursos naturales, sin olvidar que somos una parte importante y decisiva de los componentes del ecosistema, igualmente, debemos actuar dentro de los límites que éste nos imponga de manera natural, tomando en cuenta las interacciones biológicas que tenemos con los demás organismos del ecosistema, así como de los procesos naturales de competencia, adaptación y selección natural.

4.8.2. Objetivos de la educación ambiental formal

En resumen, el objetivo de la educación ambiental es enseñar al educando lo siguiente:

a) Que forma parte de la naturaleza. b) Que como ser vivo que es, representa un componente más de los constituyentes del ecosistema (es un consumidor).

c) Por lo mismo, depende de los productores, de los descomponedores, de otros consumidores y de las sustancias abióticas para sobrevivir.

d) Que es una especie más del planeta que se encuentra en constante competencia intra e interespecífica con otros organismos y que está sujeto a los procesos de adaptación y selección natural.

e) Que al igual que cualquier otro organismo, su sobrevivencia está sujeta a la presencia, ausencia o variación de agua, alimentos, energía, clima, altura, topografía, etc.

f) Que es imposible que pueda actuar de manera aislada e independiente de las otras especies del planeta.

g) Que cualquier abuso en el manejo de los recursos naturales se le revertirá.

h) Que una convivencia armónica con el medio ambiente y con los demás organismos de los ecosistemas es “lo más natural” y conveniente.

i) Que somos una especie animal especial: razonamos, tenemos memoria; que como consumidores somos eficaces, nuestro cerebro está muy desarrollado y transmitimos nuestra cultura a nuestros descendientes.

j) Que debemos reconocer que la naturaleza es implacable con los ecosistemas, que no permite excesos ni desviaciones, so pena de deprimir o desaparecer una especie, o modificar o descomponer un sistema. Recuérdese que una especie dominante puede dejar de serlo en cualquier momento.

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k) Que debe reflexionar acerca de los problemas ambientales a nivel local, nacional y mundial y tratar de encontrar sus causas (biológicas o sociales) para resolverlos.

l) Finalmente, aunque no es adecuado hacerlo desde el punto de vista meramente ecológico, desde el punto de vista antropocéntrico sí estamos modificando drásticamente el medio ambiente biótico y abiótico del planeta. Pero nuestra educación ambiental y nuestra participación individual dentro de la familia y en el contexto general de la sociedad deben propiciar el manejo racional de los recursos naturales renovables y no renovables y salvaguardar nuestra posición biológica dentro de los ecosistemas.

4.9. Salud ambiental.

4.9.1. Definición de Salud Ambiental

La salud ambiental, es parte de la salud pública, la cual se ocupa de impedir las enfermedades, prolongar la vida y fomentar la salud y la eficiencia física y mental del hombre, a través del esfuerzo organizado de la comunidad. Mientras que la salud ambiental tiene que ver con el equilibrio ecológico que ha de existir entre el hombre y su medio que haga posible su bienestar, y que queda plasmado en las siguientes definiciones:

Departamento de Salud y Servicios Humanos de EE.UU. "…aquellos aspectos de la enfermedad humana y lesiones al ser humano, que son determinados o condicionados por factores en el medio ambiente. Lo anterior implica el estudio de los efectos patológicos directos de diversos agentes químicos, físicos y biológicos, así como los efectos que ejerce el medio físico y social en la salud en general, entre otros la vivienda, el desarrollo urbano, el uso del terreno y el transporte, la industria y la agricultura."

Sánchez­Rosado: "el control de los factores del ambiente físico que perjudican o pueden perjudicar la salud o la sobrevivencia del hombre".

Blumenthal: "el estudio de los agentes productores de enfermedades que han sido introducidos en el ambiente por el hombre, así como de las enfermedades causadas por dichos agentes".

López Acuña et. al.: "referimos tanto al estudio de los agentes ambientales que pueden producir alteraciones sobre la salud de las poblaciones humanas, como al diseño y puesta de en marcha de

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estrategias de intervención encaminadas a contender con ese problema".

No obstante las anteriores definiciones mencionadas aceptaremos la que considera la Organización Mundial de la Salud, que puntualiza como salud ambiental "aquella disciplina que comprende aquellos aspectos de la salud humana, incluida la calidad de vida, que son determinados por factores ambientales físicos, químicos, biológicos, sociales y psicosociales. También se refiere a la teoría y práctica de evaluar, corregir, controlar y prevenir aquellos factores en el medio ambiente que pueden potencialmente afectar adversamente la salud de presentes y futuras generaciones"

La medicina ambiental (en sus aspectos asistenciales) se centra más en los agentes productores de enfermedad que han sido introducidos en el medio ambiente por el hombre, así como del conocimiento de dichos agentes tanto con finalidad preventiva como curativa.

Si bien estudia y trata a las enfermedades ambientales, se ocupa en gran parte de aspectos de investigación y preventivos.

La medicina ambiental es una rama de la salud ambiental que establece el efecto sobre la salud humana de los factores físicos, químicos, biológicos, psicosociales, ergonómicos y de seguridad.

La Organización Mundial de la Salud, puntualiza como salud ambiental "aquella disciplina que comprende aquellos aspectos de la salud humana, incluida la calidad de vida, que son determinados por factores ambientales físicos, químicos, biológicos, sociales y psico­ sociales. También se refiere a la teoría y práctica de evaluar, corregir, controlar y prevenir aquellos factores en el medio ambiente que pueden potencialmente afectar adversamente la salud de presentes y futuras generaciones".

Hoy en día, la humanidad contemporánea comprueba cómo se desarrollan la técnica y el progreso; pero, también alrededor de ella, existen preocupaciones por el progresivo deterioro del ambiente. El problema ambiental está profundamente relacionado con el vínculo que tienen los hombres con su entorno y depende también de la relación de los hombres entre sí. El factor demográfico y el uso y consumo de todos los recursos naturales e industrializados que utilizamos los humanos a todo lo largo de nuestra vida, además de la infraestructura social, económica y cultural que esto implica, son factores determinantes en la

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emisión de contaminantes, afectación del ambiente y la salud del hombre.

La salud y el desarrollo tienen una relación directa. Tanto el desarrollo insuficiente que conduce a la pobreza como el desarrollo inadecuado que redunda en el consumo excesivo, combinados con el crecimiento de la población mundial, pueden motivar graves problemas de salud relacionados con el ambiente en los países desarrollados y en los países en desarrollo. La salud de una comunidad está directamente relacionada con factores que condicionan la relación entre salud y enfermedad, y la necesidad básica humana de un ambiente seguro, y uno que provea condicionantes idóneos de salud, y que se expresen en agua pura, alimento y techo adecuados.

4.9.2. El problema interdisciplinario de salud y ambiente

El carácter interdisciplinario de los elementos principales de la salud ambiental, son: a) la forma en que los factores ambientales afectan a la salud, y b) la forma en que las tendencias ambientales actuales están cambiando los modelos de riesgos para la salud, que responden a eventos presentes en el entorno del hombre y que son la pobreza, el acelerado crecimiento demográfico y el consumo exacerbado de algunos países que mantienen estilos de desarrollo inapropiados.

En este marco, algunos de los factores ambientales que afectan a la salud son: el abastecimiento de agua potable y el saneamiento; la vivienda y el hábitat; la alimentación; la contaminación ambiental; el empleo de productos químicos y los riesgos ocupacionales. Mientras que algunas de las tendencias ambientales que afectan la salud son: la población y los modelos de asentamientos; la pobreza y el subdesarrollo; el incremento en el uso de los recursos; las políticas macroeconómicas; las tendencias transfronterizas; la carencia de equidad social.

4.9.3. Salud ambiental en el desarrollo sustentable: riesgo transicional

La Organización Panamericana de la Salud a través de la División de Salud y Ambiente, caracteriza a la salud ambiental de una forma que le permite contender operativamente con el problema a través de una estrategia de intervención. Divide la problemática de salud ambiental en dos vertientes programáticas: (a) en medios ambientales o saneamiento básico, y (b) en efectos a la salud o calidad ambiental.

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Esto es lo que la Organización Mundial de la Salud clasifica como "riesgos tradicionales" y "riesgos modernos". Los "riesgos tradicionales" son aquellos vinculados con la pobreza y el insuficiente desarrollo, a saber: no acceso a los servicios de abastecimiento de agua potable y alcantarillado, servicios de limpieza urbana, vivienda, contaminación por combustión de carbón o petróleo. Los "riesgos modernos" son aquellos relacionados con el desarrollo pero que carecen de salvaguardas en cuanto a los peligros del ambiente para la salud; por ejemplo: contaminación del agua, industria intensiva, agricultura intensiva, contaminación atmosférica vehicular e industrial, contaminación radiactiva, entre otros.

En los países desarrollados prácticamente son inexistentes los riesgos tradicionales y, por el contrario, los riesgos modernos son de una amplia diversidad; por el contrario, en los países en vías de desarrollo son altamente prevalentes los riesgos tradicionales y de moderados a altos los riesgos modernos. Por tanto, como muchos de los países en vías de desarrollo presentan ambos tipos de riesgo, se dice que se encuentran en una etapa de "riesgo transicional".

4.9.4. Estrategia de atención a la salud ambiental: saneamiento básico y calidad ambiental.

El saneamiento básico y la calidad ambiental son los dos elementos que definen las necesidades de acción de la Organización Panamericana de la Salud en la Región de las Américas.

En el área de saneamiento básico se contemplan aquellas actividades relacionadas con el mejoramiento de las condiciones básicas que afectan a la salud, o sea, el abastecimiento de agua, disposición de excretas, residuos sólidos, vivienda y control de la fauna nociva. Entre los componentes operativos del saneamiento básico son: agua potable, alcantarillado; disposición de excretas en el medio rural, aseo urbano, mejoramiento de la vivienda, protección de los alimentos, control de fauna nociva y control de zoonosis.

Mientras que en el área de calidad ambiental indica la caracterización del impacto del desarrollo, como la contaminación ambiental, y su efecto sobre la salud pública. Los componentes operativos de calidad ambiental, refieren a siete rubros que involucran desafíos globales para la salud y el medio ambiente; alimentación y agricultura; agua; industria; asentamientos humanos y urbanización; y problemas transfronterizos e internacionales.

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4.9.5. Percepción de la salud ambiental en el desarrollo sustentable.

La salud y el ambiente son un prerrequisito para el desarrollo sustentable, y dada la amplia gama de disciplinas que interactúan en ellas, es imperativo que el enfoque metodológico de abordaje sea holístico; es decir, que se desarrolle con una visión de sistema en vez de aplicar el enfoque reduccionista; donde la integralidad de carácter multisectorial comprometerá interpretaciones del desarrollo y de planificación en salud mucho más exhaustivas y holísticas que las actuales, y en las cuales se considere el factor de incertidumbre, el riesgo y opciones solución.

Este enfoque holístico, percibirá al ambiente desde dos puntos de vista, primero, como un objeto que demanda medidas de mejoramiento ambiental permanente, y segundo como un punto de referencia para cualquier pauta de desarrollo; donde los objetivos sociales y las medidas de acción tendientes a procurar la salud ambiental del hombre, consideren los efectos directos e indirectos del ambiente natural y social que se encuentran en permanente interacción.

Los aspectos del proceso de evaluación deberán contemplar las siguientes pasos: (a) evaluación de los aspectos técnicos, de seguridad, así como de los posibles riesgos y efectos secundarios; (b) análisis de la eficacia; (c) conocimiento de la efectividad y (d) contextualización que involucre los aspectos organizativos, costos, viabilidad, accesibilidad, equidad, aspectos legales, responsabilidad, beneficio social e impacto de las intervenciones en el entorno.

Ejercicios unidad 4. Impacto ambiental

¿A qué le llamamos recursos naturales?

_________________________________________________________ _________________________________________________________ ___________________________________________________

Pueden ser utilizados como recursos naturales para la producción de energía:

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_________________________________________________________ _____________________________________________________

¿Cómo debe considerarse la conservación del medio ambiente?

_________________________________________________________ _________________________________________________________ ___________________________________________________

Es un recurso natural no renovable:

_________________________________________________________ _____________________________________________________

¿Qué es la contaminación?

_________________________________________________________ _________________________________________________________ ___________________________________________________

Constituyen la principal fuente de contaminación de las aguas:

_________________________________________________________ _________________________________________________________ ___________________________________________________

¿Cómo se define el ruido?

_________________________________________________________ _________________________________________________________ ___________________________________________________

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Los niveles de ruido se miden en unidades llamadas:

_________________________________________________________ _________________________________________________________ ___________________________________________________

Menciona una forma de mitigar el ruido en las ciudades:

_________________________________________________________ _____________________________________________________

Por su consistencia, ¿cómo se clasifican los contaminantes?

_________________________________________________________ _____________________________________________________

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