ECOLOGÍA Y AMBIENTE• Ya no quedan dudas que dependemos de la naturaleza y que debemos

aprender y enseñar a relacionarnos con ella.• Eso incluye el manejo de nuestras actividades, de manera que

satisfagan las necesidades del presente sin comprometer las necesidades de las generaciones venideras.

• El estudio de los ecosistemas, de los seres vivos y el ambiente, nos permite evaluar y corregir nuestro impacto sobre la naturaleza y lograr una relación más sostenible con la Tierra.

Observándola y comprendiéndola lograremos aprender de ella misma los cuidados a tener en cuenta.•Cualquier acción irracional que se produzca en el medio biológico trae como consecuencia verdaderas reacciones en cadena. Una vez iniciado el proceso destructivo del ambiente resulta muy difícil detenerlo; es importante que tomemos conciencia de ello ya que somos la especie que más contribuye al desequilibrio del ambiente.

El Ambiente es un término amplio que incluye todas las condiciones y factores externos (vivientes y no vivientes) que le afectan a cualquier organismo o forma de vida.

La Ecología estudia las interrelaciones de los organismos con su ambiente. Estudio los organismos en su hábitat, busca entender de que manera actúa un organismo sobre su ambiente y cómo éste ambiente actúa sobre el organismo. Es una ciencia de síntesis, pues para comprender la compleja trama de relaciones que existen en un ecosistema se relaciona con: la botánica, zoología, fisiología, genética, física, geología, matemáticas, …

Ecología: Ciencia que estudia de las interrelaciones entre los seres vivos y su ambiente

Ambiente: condiciones físicas y biológicas que rodean inmediatamente a un organismo.

Relaciones: interrelaciones de los organismos con el mundo físico, entre la misma especie y con las demás especies

Phytotoma raimondii “cortarrama peruana”

Existen algunas subdivisiones dentro de la Ecología misma, ellas son:

Autoecología: Estudio del organismo individual; estudia las relaciones existentes entre el individuo de una especie, su ambiente y con los otros individuos, lo que necesita y tolera a través de todas las etapas de su ciclo vital, por su forma de vida funcionamiento, y por su ambiente.

Ecología de la poblaciones (Demecología): Estudia las poblaciones de organismos: todos los individuos de una especie que viven en una región, en un mismo tiempo. El comportamiento de la población, su estabilidad, su crecimiento rápido o decadencia.

Ecología de la comunidades (Sinecología): Estudia las comunidades bióticas: todos los organismos de todas las especies que viven en una región determinada.

Ecología aplicada: Tiene por objeto proteger la naturaleza y su equilibrio en el ambiente humano.

Ludwig von Bertalanffy (19/sep/1901, Viena, Austria – 12/jun/1972, New York, USA) Biólogo, creador de la Teoría de sistemas.

Es el “Padre de la Teoría de Sistemas”

Ecología de sistemas: Usa la teoría de sistemas como base para estudiar los sistemas ecológicos.

La comprensión de la ecología es importante para el manejo adecuado de los recursos naturales.

Todos los seres vivos tienen una manera de vivir que depende de su estructura, su fisiología y del ambiente en el que viven. Su vida está ligada también a la vida de sus semejantes y a los organismos que forman parte de su comunidad.

NIVELES DE ORGANIZACIÓN: los materiales biológicos (proteínas, lípidos, ácidos nucleicos, etc.) se integran en la naturaleza en distintos niveles de organización cada vez más complejos:

célula individuo especie población gremio comunidad

La Célula: es la unidad biológica funcional más pequeña y sencilla. Está compuesta por un protoplasma organizado generalmente en un núcleo, en donde se encuentra el material genético (ADN, ARN), y una serie de orgánulos (mitocondrias, ribosomas, plastos, etc.) que constituyen la maquinaria metabólica. Además tiene una membrana plasmática (de lípidos y proteínas), reforzada en los vegetales por una pared celular.

El individuo u Organismo: es la unidad funcional esencial de la ecología . Cada organismo tiene un genotipo distinto que le confiere propiedades y características distintas que son muy importantes en definir el modo en que el organismo responde al ambiente inanimado y/o interactúa con el ambiente vivo que lo rodea. Ejemplo: una lechuza, un conejo, etc.

Especie: conjunto de individuos semejantes que comparten el mismo pull genético, en un tiempo dado y en un lugar determinado, así transmiten sus caracteres de generación en generación.

Población: conjunto de organismos de la misma especie que conviven en tiempo y espacio. Pueden intercambiar natural y espontáneamente sus características genéticas, comparten un pasado evolutivo común y constituyen una unidad evolutiva con un destino común. Ejemplo: la población de “perros” o “pavos” de la ciudad de Piura.

Gremios: son grupos de poblaciones que explotan la misma clase de recursos de una forma parecida, constituyendo una agrupación funcional de poblaciones de especies distintas que interactúan ecológicamente entre sí. Ejemplos: las aves carroñeras de la Piura como los “gallinazos”.

Coragyps atratus“gallinazo cabeza negra”

Cathartes aura“gallinazo cabeza roja”

Comunidades: grupos de poblaciones de distintas especies que coexisten o cohabitan en tiempo y espacio. Ejemplos: las aves playeras, la comunidad de aves playeras del manglar “San Pedro” de Vice, los peces del Río Chira.

NIVELES DE ORGANIZACIÓN• Biota/comunidad biótica: agrupamiento de plantas, animales y

microbios que observamos al estudiar bosques, pastizales, charcas, arrecifes y áreas inexploradas.

Biotopo: unidad topográfica (área), condicionada por factores ambientales uniformes, que brinda espacio vital al conjunto de flora y fauna. El biotopo es casi sinónimo del término hábitat con la diferencia de que hábitat se refiere a las especies o poblaciones mientras que biotopo se refiere a las comunidades biológicas. Del alemán "Biotop", que a su vez proviene del griego: “bios” = vida u organismo y “topos” = lugar.

Factores abióticos: elementos físicos y químicos inertes. Ejemplo: el agua, la humedad, la temperatura, la salinidad, la clase del suelo.

Ecosistema: sistema funcional, unidad conformada de partes vivas e inertes que interactúan para producir un sistema estable, en el cual el intercambio entre materia viva y no viva sigue un ciclo. Está constituido por los organismos productores, consumidores y descomponedores.

FLUJO DE ENERGÍALos ecosistemas tienen tres componentes básicos: a.Los autótrofos o productores: convierten la energía solar, en energía potencial, almacenados en los enlaces químicos de las sustancias orgánicas elaboradas. Producen su propio alimento.b.Los consumidores o heterótrofos: Se alimentan de lo autótrofos, oxidan las sustancias orgánicas, obtienen energía y liberan calor. Dos subsistemas: consumidores y descomponedoresc.Materia abiótica: Suelo, sedimentos, materia orgánica particulada en el agua y detritus en ecosistemas terrestres.

La energía solar es la fuerza motora del ecosistema y fluye a través del ecosistema.

Cadena Alimenticia o Cadena Trófica: Grupo ordenado de organismos donde c/u se alimenta del miembro inmediatamente inferior de la cadena, aprovechándolo como fuente de alimento, + flujo de energía nutritiva entre organismos (ruta direccionada en el consumo de alimentos). Ruta del alimento desde el consumidor final hasta el productor.

Por ejemplo: hierba ---> grillo --> ratón ---> zorro ---> gallinazo

Si bien la cadena va del consumidor final al productor, se acostumbra representar al productor a la izquierda (o abajo) y al consumidor final a la derecha (o arriba). Ejercicio: analizar el ejemplo e identificar los autótrofos y los heterótrofos, clasificarlos como herbívoro, carnívoro, etc., reconocer al gallinazo como consumidor cuaternario.

Red Alimenticia o Red Trófica: El mundo real es más complejo 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 gallinazos no limitan sus dietas a zorros, los zorros comen otras cosas aparte de ratones, los ratones comen semillas además de grillos, entre otros. Una representación más realista de quien come a quien se llama red alimenticia, como se muestra a continuación:

LEY DEL DIEZMO ECOLÓGICO (Ecological Tithe Law)

= "Eficiencia ecológica“: Los organismos solo pueden capturar solo un 10% de la energía del nivel, en el nivel trófico inmediato superior, de la pirámide de números. De la energía que un organismo "X" capta (por alimento, radiación solar, …) ± un 90% se pierde en sus actividades vitales (moverse, metabolismo, reproducirse, crecer) y que el organismo "Y" que consuma a este individuo "X" solo obtendrá el 10% de la energía inicialmente absorbida por "X“.

Si un león devorara a una cebra, este león solo obtendrá un 10% de la energía que la cebra haya consumido inicialmente, porque la cebra habrá empleado la mayor parte de su energía en su propia supervivencia.

esto se aplica en todos los niveles de la pirámide alimenticia, así el organismo tope (buitre carroñero) obtendrá un 0.001% de la energía total de la pirámide, la misma naturaleza tiene mecanismos para compensar este sistema, por eso los depredadores son menos (porque un león necesita consumir 10 cebras para obtener el 100%). Para la acumulación de toxinas u otros compuestos el sistema funciona al revés, de modo que el buitre tendrá una acumulación de toxinas del 1000% al finalizar el sistema (por eso siempre a los depredadores les afectan más los pesticidas) esta peculiaridad se conoce como Magnificación Ecológica.

Ecotono: (gr. oikos = casa y tono = tensión), lugar donde los componentes ecológicos están en tensión. Zona de transición entre dos o más ecosistemas distintos, en el se produce el mayor intercambio de energía. El ecotono representa la zona de máxima interacción entre ecosistemas limítrofes. Es por este motivo que estos límites suelen considerarse como zonas de mayor riqueza e interés biológico.

Bioma: agrupamiento de todos los ecosistemas de la misma clase. determinada parte del planeta que comparte clima, vegetación y fauna. Un bioma es el conjunto de ecosistemas característicos de una zona biogeográfica que es nombrado a partir de la vegetación y de las especies animales que predominan en él y son las adecuadas.

Biosfera: porción del globo terráqueo donde se desarrolla la vida y funcionan los ecosistemas, parte de la superficie terrestre donde, gracias a la actividad de los ecosistemas, la energía de las radiaciones solares, que se organiza en un tapiz vegetal, fuente de vida para los animales y los humanos. Es el conjunto de los ecosistemas naturales desarrollados en el seno de los mares o en la superficie de los continentes. Es el conjunto de organismos del planeta. Un solo ecosistema gigantesco.

Recursos Naturales: conjunto de elementos disponibles en la naturaleza para resolver necesidades diversas.

Estos pueden clasificarse por su agotabilidad y renovabilidad:

Inagotables: aquellos que son fuente de energía infinita o casi llegando a esa condición, ejemplos: la energía solar, la energía nuclear, la energía de las mareas, otras de origen cósmico.

Agotables: aquellos que pueden ser o son finitos en su existencia, éstos se dividen en:No Renovables: Aquellos que por su falta de capacidad de renovación pueden dejar de existir; ejemplos: los minerales, la energía fósil (petróleo, carbón), …

Renovables, aquellos que tienen capacidad de renovabilidad; éstos a su vez pueden ser:Renovables Aparentes: aquellos capaces de formarse, reciclarse o autodepurarse pero no de reproducirse, ejemplos: el suelo, el agua, el aire, …

Renovables Verdaderos: aquellos que se reproducen: flora y fauna.

SISTEMAS Conjunto de elementos de interacción e interdependencia que forman un todo unificado, que pueden considerarse como algo simple y completo, debido a la interdependencia e interacción entre dichas partes o eventos.

Tipos básicos:• Sistemas abiertos: dependen del exterior para entradas y salidas• Sistemas cibernéticos: utilizan alguna clase de realimentación para su autorregulación.

Sistemas Abiertos: Procesan entradas y producen salidas. La cantidad de salidas esta en relación con la cantidad de entradas aceptadas; requieren constantemente de nuevas entradas

Ejemplos de sistemas abiertos

Los "Sistemas Ecológicos" son abiertos con respecto a muchos de sus elementos y procesos. Ellos reciben energía y nutrientes desde su ambiente físico y al mismo tiempo, envían nutrientes de vuelta. Ellos también son abiertos con respecto a recibir perturbaciones externas, como pueden ser huracanes, incendios, plagas de insectos, etc.

Se pueden establecer jerarquías de ecosistemas. Muchos ecosistemas pueden contener a otros, esto es, subsistemas dentro de sistemas. Similarmente muchos sistemas son subsistemas de sistemas más grandes. Los hongos y el tronco podrido del cual se alimentan puede considerarse un sistema, sistema que a su vez pertenece a uno más grande, el bosque.

SISTEMAS CIBERNÉTICOS

Emplean la realimentación para ejercer un cierto grado de autocontrol. Poseen un estado ideal o punto de partida, en el cual se apoya el sistema.

Realimentación: parte de la salida del sistema, se utiliza para controlar parte de futura entrada.Negativa: tendencia a volver al punto de partidaPositiva: tendencia continua de separar al sistema del punto de partida.

MODELOS

• Explican las relaciones existentes entre aspectos de la información.• Una teoría, o modelo, integra en forma consistente y ordenada varias referencias separadas.•Un buen modelo utiliza los elementos clave, que pueden variar en una situación particular y son necesarios para hacer predicciones precisas.• Los modelos pueden ser: verbales, gráficos y matemáticos.•Algunas situaciones parecen muy complejas. Un modelo sencillo, permite observar con gran la calidad la complejidad del problema.

CICLOS ECOLÓGICOS

•“Por la ley de la repetición periódica, todo lo que ha sucedido alguna vez puede repetirse continuamente, no en forma caprichosa sino en periodos regulares, cada cosa en su propio periodo y no en otro, y cada uno obedeciendo su propia ley ….” Mark Twain.•Uno de los fenómenos de la naturaleza que se observa más frecuentemente es la recurrencia cíclica.•Ciclo: serie de sucesos que ocurren conforme a una determinada secuencia, en cualquier intervalo de tiempo.

Ciclos Astronómicos•Todos los ecosistemas de la tierra, y el planeta mismo, toman parte en los ciclos astronómicos: el día y la noche, las mareas, las estaciones, son manifestaciones de ellos. •Son los movimientos astronómicos que rigen estos ciclos. •Se mide el tiempo en base a los periodos de estos movimientos:- Rotación de la tierra sobre su eje: Día- Giro de la luna alrededor de la tierra: mes- Giro de la tierra alrededor del sol: año

• Cada 365 días, la tierra completa una órbita elíptica, de aproximadamente 939 millones de km, alrededor del sol, girando sobre su propio eje, inclinado 23.5° de su vertical• Por esta causa, la duración de la luz del día, como el ángulo de los rayos

solares, que tocan la superficie terrestre en un punto dado, cambian durante el año. Esto explica las estaciones del año.• Los movimientos astronómicos, traen como consecuencia las mareas.

Estas constituyen el resultado primario de la fuerza de gravitacional de la luna y del sol sobre la tierra.

Ciclos Geológicos

•Formación y desplazamiento del material de la superficie terrestre.•Constantemente se forman nuevas superficies, mediante presiones que proceden del interior de la tierra, a través de las grietas del mar.•Los continentes, láminas de corteza dura, son empujados por el fondo marino en expansión.•Al encontrarse, los continentes y las nuevas superficies, el fondo del mar se hunde, retornando finalmente al manto de la tierra.•El ciclo geológico más sencillo se mide en millones de años.•Teorías: Deriva continental y tectónica de placas

La deriva continental es el desplazamiento de las masas continentales unas respecto a otras. Esta hipótesis fue desarrollada en 1912 por el alemán Alfred Wegener a partir de sus diversas observaciones, pero no fue hasta los años 1960, con el desarrollo de la tectónica de placas, cuando pudo explicarse adecuadamente el movimiento de los continentes.

CICLO GEOLÓGICO

CICLO HIDROLÓGICO

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS•Todos los nutrientes fluyen desde los componentes no vivos a los vivos y retornan a los no vivos.•Hay un movimiento cíclico de los elementos que forman los organismos (bio), al ambiente geológico (geo) e intervienen en un cambio químico.

Ciclos Biogeoquímicos:a. Gaseosos: N, C, O, etc. Depósito principal: la atmósfera

b. Sedimentarios: P, S, ... Depósito principal: las rocas sedimentarias

Flujo de Nutrientes

CICLO DEL NITRÓGENOProcesos:a.Fijación del nitrógeno. Convierte el nitrógeno atmosférico en nitratos.b.Amonificación. Convierte la materia orgánica en amoniaco y compuestos de amonio.c.Nitrificación. Convierte el amoniaco y compuestos de amonio en nitratos.d.Desnitrificación. Convierte los nitratos en nitrógeno atmosférico.

CICLO DEL CARBONO (constituyente básico de todos los compuestos orgánicos)•El carbono esta estrechamente relacionado con el flujo de energía.•La fuente de carbono es el CO2 de la atmósfera.•La fotosíntesis incorpora el carbono a los organismos vivos del ecosistema.•Los organismos liberan carbono de vuelta hacia la atmósfera por la respiración.•El carbono de los tejidos de los organismos muertos, es liberado por la respiración de los descomponedores.

CICLO DEL FÓSFORO (depósito principal: rocas sedimentarias).•Son intemperizados y transportados al suelo.•Las plantas toman el fosfato del suelo.•Los animales se alimentan de plantas.•Las bacterias descomponen seres muertos y vuelven el fosfato al suelo.•La mayor parte del fosfato se deslava por los ríos al fondo del mar. •Pequeñas montos vuelven a la superficie terrestre: peces, guano de aves.•La mayor parte se pierde en los sedimentos profundos. Retornan a la superficie por procesos geológicos, en miles de años.

Intemperizado: material sometido a procesos de meteorización y/o erosión, afectado por el agua, viento, el sol, el hombre... y, ha sufrido algún cambio: físico o químico de como era originalmente.