UNIVERSIDAD TECOLOGICA EQUINOCCIAL

GUÍA ACADÉMICA DE APRENDIZAJE

PARA EL MÓDULO DE ECOLOGÍA GENERAL

NOMBRE DEL AUTORA: DRA. XIMENA AGUIRRE ULLOA

INTRODUCCIÓN

La Ecología es considerada como la disciplina que se encarga del estudio de las relaciones de los seres con su entorno, y es justamente esta gama de relaciones, las que expuestas a los turistas, permiten que la actividad turística se desarrolle, sobre todo en entornos naturales, sin olvidarnos que el ser humano está directamente ligado al manejo de los recursos en el planeta, marcando su estado de conservación o preservación.

La diversidad de ecosistemas existentes en Ecuador permite al turista y visitante disfrutar de variadas formas paisajísticas y entornos conformados por una serie de características únicas y específicas que definen al país.

El conocimiento de los diversos ecosistemas que componen a nuestro país, es un punto referencial en aspectos relacionados con la guianza, establecimiento de proyectos de turismo, estudios de impacto ambiental, planes de educación e interpretación ambiental, pues depende de factores climáticos (abióticos) y de factores bióticos que una actividad se de en un determinado entorno.

Es así que todo profesional de la actividad turística, debe conocer y adentrarse en el conocimiento de los diferentes ecosistemas que posee Ecuador, pues solo en ese momento será poseedor de la información necesaria para lograr un desarrollo correcto y fructífero de la actividad turística, como una alternativa de vida para quien lo quiera desarrollar.

Contenidos a tratarse en la guía

Concepto de Ecología y su clasificación. Reseña Histórica. El ambiente Ecosistemas. Relaciones Alimenticias y no alimenticias dentro de un Ecosistema. Factores abióticos Factores bióticos Ciclos de la Naturaleza Problemas ambientales Regiones biogeográficas del planeta Ecosistemas del mundo

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ECOLOGÍA

Definición: Existen varias definiciones aplicadas al término Ecología, así:

Etimológicamente el término Ecología deriva de 2 voces griegas: oikos, que significa “casa” y logos, que significa “estudio de”, es decir “El estudio de la casa”.

Ecología es la ciencia que se ocupa del estudio de los ecosistemas, de las interacciones de los elementos que los componen y de las relaciones de estos con el entorno (Nebel y Wright, 1999)

La Ecología es considerada como el estudio científico de las relaciones entre los organismos y su ambiente, tomando en consideración que el término ambiente se refiere al medio físico y biológico donde se desarrollan los organismos; en cambio el término relaciones se refiere a las interacciones de los organismos con el medio físico (factores climáticos, edáficos, hídricos, etc.) y con organismos de misma especie y con otros de diferente especie.

La Ecología es también el estudio de la economía de la naturaleza, pues permite establecer la asignación de costo-beneficio por los servicios ambientales que brinda al ser humano.

Ecología es la biología de los ecosistemas, es decir es el estudio de todos los seres vivos y los fenómenos vitales que en ellos se llevan a cabo.

La holística define a la Ecología como la ciencia del medio ambiente.

Historia de la Ecología

La Ecología tiene sus inicios en la antigua Grecia con Teofrasto (327-287 a.C.), discípulo de Aristóteles, quien realizó estudios de la relación existente entre los animales y el medio en que se desarrollaban, además contribuyó con estudios de clasificación de los vegetales y estudios de Meteorología.

En 1869 el zoólogo alemán Ernest Haeckel acuña el término Ecología, definiéndolo como “El estudio de las relaciones de un organismo con su ambiente orgánico e inorgánico” . Haeckel consideraba que estas relaciones eran positivas o “amistosas” y negativas o “enemistosas”.La Ecología actual tiene sus bases en la Geografía Vegetal y la Historia Natural.A partir del año 1800 diferentes científicos realizan varias investigaciones que permiten la diversificación y surgimiento de nuevas disciplinas de la Ecología, así:

Son los geógrafos de plantas como Willdenow (1765-1812), quienes inician la exploración y mapeo de la vegetación a nivel mundial, Willdenow establece que

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climas con vegetación similar en fisonomía o forma presentan especies vegetales diferentes.

Alexander von Humboldt (1769-1859), discípulo de Willdenow explora durante cinco años Latinoamérica, estableciendo que la vegetación está íntimamente ligada a los factores ambientales, él evidenció que la diversidad vegetal disminuía cuando se asciende en altitud y latitud. Humboldt escribe todas sus experiencias en su obra “Ideas para una Geografía de Plantas”.

Charles Darwin (1809-1882) luego de sus viajes de exploración, establece varias conclusiones como la diferencia entre las especies de los diferentes continentes aduciendo esta diferencia a barreras geográficas. También establece la “Teoría sobre la Evolución y del origen de las especies”, desarrolla también la idea de “supervivencia del más apto” como un mecanismo de selección natural y de evolución.

Mendel (1822-1884), un monje austriaco estudió en su jardín la transmisión de caracteres de una generación de plantas de guisantes a otra. Los trabajos de Darwin sobre la evolución y Mendel sobre la herencia se constituyeron en los pilares para el desarrollo de lo que más tarde se conocería como Genética de Poblaciones.

En el siglo XX, los primeros ecólogos vegetales intensifican los estudios de la vegetación a nivel terrestre. Otro grupo estudia los ecosistemas acuáticos, analizando los ciclos de nutrientes orgánicos y de los niveles alimentarios introduciendo los términos “productores y consumidores”. Estos trabajos influyen en el joven limnólogo R. A. Lindeman, quien en 1942 escribe sobre las relaciones de “energía disponible” en la comunidad de un lago, iniciándose así la Ecología de los Ecosistemas. La teoría de Lindeman estimuló en lo posterior la investigación sobre los flujos de energía y los ciclos de los nutrientes.

Todas las investigaciones sobre la Historia Natural de las especies originan lo que conocemos como la Ecología del comportamiento.

Clasificación de la Ecología y su relación con otras ciencias

Tradicionalmente la Ecología se ha clasificado de la siguiente manera:

Autoecología.- Estudio de las relaciones entre una especie y el medio en que vive.

Sinecología.- Estudio de las relaciones entre varias especies y el medio en que viven

Dinámica o Ecología de poblaciones.- Estudio de las causas y modificaciones de la abundancia de especies en un medio dado.

Ecología Aplicada.- Analiza las perspectivas de protección del ambiente a nivel rural y urbano.

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En la actualidad hablamos de una clasificación mucho más amplia de la Ecología, pues ésta se ha convertido en una ciencia de síntesis que combina conocimientos de diferentes disciplinas, que tienen como objetivo común el estudio de las relaciones de los seres vivos con su ambiente. Así mencionaremos algunas de las disciplinas de la Ecología:

Economía ecológica.- Disciplina que incluye consideraciones ecológicas en los sistemas económicos, junto con la Economía del Ambiente (rama de la Economía) permite el establecimiento de cálculos de costos y beneficios para valorar los servicios ambientales generados por la naturaleza.

Ecología taxonómica.- Se encarga del estudio de la biodiversidad en el planeta.

Ecoagricultura.- Estudio de las relaciones entre plantas cultivadas, el funcionamiento de los insumos agrícolas y la dependencia a fertilizantes, abonos y pesticidas, así como el comportamiento del cultivo frente a las condiciones del medio ambiente.

Ecofilosofía.- Conocida como Ética ambiental, permite definir normas en la relación hombre-naturaleza, obteniendo los estados óptimos en el funcionamiento.

Ecología de la conservación.- Estudio de la vida silvestre.

Hidroecología.- Estudio de los humedales.

Ecología de comunidades.- Estudio de las comunidades en áreas como simbiosis, competición, relaciones alimentarias entre otras.

Ecología de paisajes.- Estudio del ecosistema humano incluyendo los espacios construidos y naturales.

Ecología de restauración.- Estudio de ecosistemas disturbados, incluyendo la rehabilitación, recuperación y revegetación.

Ecología social.- Estudio de los sistemas humanos en interacción con sus sistemas ambientales.

El siguiente gráfico esquematiza la relación de la Ecología con otras ciencias:

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La Nueva Ecología

Odum y Sarmiento (1998) denominan a la Ecología como una ciencia o disciplina que integra el estudio de los organismos, el medio físico y la sociedad. Como observamos en el esquema anterior la Ecología se relaciona cada día con más disciplinas por lo que se constituye de acuerdo a estos autores sin lugar a duda en el “puente entre ciencia y sociedad”.

La Ecología estudia de manera holística todos los procesos que ocurren en la naturaleza, pone atención especial en el análisis de unidades muy pequeñas para la comprensión del todo, por ejemplo, para entender de forma correcta a un bosque, no debemos solo conocer su estructura (plantas que lo componen) sino también se debe tomar en cuenta su funcionamiento integral.

Esta ciencia nos permite comprender como los mecanismos homeostáticos, definidos como las fuerzas y contrafuerzas que amortiguan los cambios, operan en todo el sistema, así por ejemplo en el ser humano el proceso de homeostasis permite regular mediante el sistema nervioso la temperatura corporal a pesar de las variaciones ambientales.

Relación de la Ecología con el Turismo

El Turismo en Áreas Naturales es una actividad creciente a nivel mundial, sobre todo en los países con grandes recursos en biodiversidad y paisajes adecuados para su desarrollo.

La Ecología es en este sentido una herramienta o insumo que permite el desarrollo de esta actividad, mediante esta disciplina el especialista en Turismo puede conocer e interpretar el medio que le rodea y pone estos conocimientos al servicio de los turistas. La Ecología ha permitido específicamente el desarrollo de las siguientes actividades:

El conocimiento de la biodiversidad Determinar la importancia paisajística de las diferentes áreas potenciales para el

Turismo

ECO

ECOLOGIA

ETICA

GENETICA ECONOMIA

AGRICULTURA

HIDROLOGIA BOTANICA

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La conservación de Áreas Naturales El conocimiento de los ecosistemas y su funcionamiento Manejo de los ecosistemas Desarrollo de Programas de Educación Ambiental Desarrollo de Proyectos de Interpretación Ambiental como una herramienta para la

actividad turística. Aplicación del componente ecológico en los Proyectos de Inversión Turística Desarrollo de Proyectos Sustentables Mejoramiento del Nivel de Calidad de Vida del ser humano.

EL AMBIENTEDefinición:

El ambiente es todo lo que nos rodea, es decir todo lo natural y lo producido por el ser humano.

El ambiente es el espacio donde se reproducen las relaciones entre la sociedad y la naturaleza en lugar y momento dados.

El ambiente se refiere a todos los recursos naturales como factores para la vida

Clasificación:

En 1998 Odum y Sarmiento definen la existencia de tres ambientes en el planeta, estos son los siguientes:

Ambiente fabricado o desarrollado.- Incluye a ciudades, industrias y corredores de transporte como carreteras, ferrocarriles y aeropuertos, son sistemas accionados por energía producida por combustibles fósiles (carbón, gas natural y petróleo). Este ambiente produce gran cantidad de contaminación que afecta de manera directa a los otros dos ambientes. Es el ser humano quien determina la existencia de este ambiente.

Ambiente Domesticado o cultivado.- Incluye a tierras agrícolas, plantaciones forestales o de otro tipo, bosques en explotación, estanques y lagos artificiales. Estos sistemas accionados por energía solar, con el aporte de otras energías alternas como maquinaria, la acción del ser humano y fertilizantes entre otras. Los elementos dominantes en este ambiente son los animales y plantas domésticos; este ambiente es manejado para la producción de alimentos, fibras y con fines de recreación para el ser humano. Este ambiente elimina a los otros dos ambientes contaminantes como pesticidas, fertilizantes tanto a nivel de suelo y agua.

Ambiente natural.- Incluye zonas naturales de la Tierra como bosques, arroyos, océanos, montañas entre otros. Es denominado también como un sistema autosustentado, pues es accionado básicamente por energía solar y otras fuentes

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alternas como la precipitación, el viento, el flujo de agua, sin la intervención de la acción del hombre.

La suma de los ambientes o sistemas agrícolas más los ambientes o sistemas naturales forman lo que se denominan ambientes de soporte de vida.El ambiente de soporte de vida según estos autores es aquella parte de la Tierra que satisface las necesidades fisiológicas de la vida, entre estas, alimento y otras formas de energía como minerales, nutrientes, aire y agua.

NIVELES DE ORGANIZACIÓN

Para Comprender de manera más completa los fundamentos de este complejo mundo nuestro, es útil pensar en términos de niveles de jerarquías organizacionales.

Una jerarquía se define como un arreglo en una serie graduada de compartimientos. En estas jerarquías las series de niveles se disponen del mayor al menor, pero el orden podría invertirse si se deseara comenzar con el nivel más bajo de resolución.

Las jerarquías geográficas, biológicas o ecológicas se encuentran anidadas, ya que cada nivel está formado por un grupo de los niveles inferiores inmediatos (Odum y Sarmiento, 1998).

A continuación se muestran ejemplo de jerarquías organizacionales:

JERARQUIAS ORGANIZACIONALES

Geográfica Ecológica

Mundo BiosferaContinente Región biogeográficaNación Ecoregión o biomaRegión PaisajeEstado (provincia) Ecosistema (ecotopo)Condado (municipio) Comunidad bióticaCiudad (poblado) Población (especie)Población humana (nacionalidad) OrganismoIndividuo

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Taxonómica Militar

Reino GeneralFilum CoronelClase MayorOrden CapitánFamilia TenienteGénero SargentoEspecie CaboSubespecie Soldado

Tomado de Odum & Sarmiento 1998

¿Qué son las especies?

Las especiesSegún Nebel y Wright (1999) las especies son las diferentes clases de vegetales, animales y microbios. Cada especie incluye a todos los individuos con apariencia muy similar. En particular la definición biológica de especie es la totalidad de una población que puede cruzarse y producir vástagos fértiles.

Cuando se clasifican las especies de una comunidad, se advierte que cada una está representada por cierta población, es decir, por el número de individuos que componen el grupo de apareamiento y reproducción.

Entonces Población se distingue de especie en que se aplica a miembros que viven en determinada área, en tanto que el término especie es incluyente y se refiere a todos los individuos de su clase aunque se encuentren en poblaciones diferentes en áreas muy apartadas.

Niveles de organización ecológicos (Odum & Sarmiento 1998)

Organismo: Unidad de estudio de la mesoecología; el organismo o individuo se forma de la unión de órganos, aparatos y sistemas orgánicos.

Población: En plural es un grupo de organismos de diferentes especies que existentes en un área determinada o están vinculados por un origen común o hábitat común. En singular la población constituye un grupo de individuos de una misma especie capaces de reproducirse libremente.

Comunidad Biótica: incluye a todas las poblaciones de un área determinada

Ecosistema: sistema ecológico formado por la comunidad biótica y el medio físico

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Paisaje: grupo de ecosistemas junto con construcciones humanas.

Ecoregiones: Son las unidades ideales para la planificación ambiental ya que comparten paisajes similares. Son también parte de grandes unidades regionales llamadas Biomas.

Regiones biogeográficas: regiones continentales y océanos

Biosfera: Es todo tipo de vida en la tierra (todas las comunidades).

El término ecósfera es usado a menudo como sinónimo de biosfera, sin embargo los libros de ciencias ambientales con frecuencias hacen la siguiente distinción para ecosfera como toda la vida y los materiales inertes que interactúan con ella (todos los ecosistemas).

La biosfera se fusiona de manera imperceptible (es decir sin fronteras bien definidas) con la litosfera (rocas, sedimentos, manto y núcleo de la Tierra), la hidrosfera (agua superficial y subterránea) y la atmósfera (aire).

ECOSISTEMA

Definición:

Arthur Tansley, botánico inglés establece en 1935 el término “Ecosistema” para considerar a los componentes bióticos y abióticos como un todo.

El Ecosistema es considerado también como la unidad funcional de la Biosfera.

Ecosistema es la conjunción de la comunidad y el ambiente físico.

Conjunto de elementos abióticos y seres vivos que ocupan un lugar y un tiempo determinado (Sarmiento, 1986).

Según Nebel y Wright (1999), los ecosistemas constituyen tanto la comunidad biótica como las condiciones abióticas en las que viven sus elementos. Incluye también las formas en que las poblaciones se relacionan entre ellas y el ambiente abiótico para reproducirse y perpetuar el grupo. En pocas palabras el Ecosistema: es el conjunto de las poblaciones de plantas, animales y microbios relacionados entre ellos y con el medio, de modo que el agrupamiento pueda perpetuarse.

Aunque es conveniente dividir el mundo vivo en ecosistemas diferentes, cualquier investigación revela que rara vez hay límites definidos entre estos y que nunca están del todo aislados, es decir los ecosistemas se superponen gradualmente en una región de transición conocida como ecotono, que comparte muchas especies y características de los ecosistemas adyacentes.

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Los ecotonos también suelen reunir condiciones peculiares que sustentan especies vegetales y animales distintivas. Ejemplos: Las áreas pantanosas que a menudo se encuentran entre las aguas de los lagos y la tierra.

Existen una gran variedad de ecosistemas terrestres, acuáticos y de inundación. Los ecosistemas acuáticos y de inundación están determinados por la profundidad, la salinidad y la permanencia de las aguas. Los ecosistemas marinos (oceánicos) están determinados por la profundidad, la textura del fondo (lodo o bancos rocosos) y el monto de los nutrientes, así como la temperatura de las aguas, estos dependen de agentes ambientales locales. Los ecosistemas terrestres están determinados por factores climáticos generales: temperatura, precipitación humedad, etc.

Estructura de los ecosistemas

Los ecosistemas tienen dos componentes básicos: los factores bióticos (interacción entre seres vivos) y los factores abióticos (elementos o sustancias del medio físico a nivel de tierra, aire y agua).

Componentes bióticos

Los ecosistemas presentan dos componentes bióticos principales: el componente autótrofo y el componente heterótrofo, según que produzcan o no los compuestos orgánicos que necesitan para sobrevivir y crecer.

Componente autótrofo.- de (autos=propio, por uno mismo y trofés=alimentación), organismos capaces de fijar energía solar o lumínica y producir su propio alimento a partir de sustancias inorgánicas como agua y dióxido de Carbono mediante el proceso conocido como Fotosíntesis.

La vegetación terrestre, vegetación acuática y las algas constituyen el componente autótrofo y son conocidos como productores. Estos constituyen lo que se conoce con el nombre de “cinturón verde”.

Componente heterótrofo.- de (heteros=otro y trofés=alimentación) organismos que se alimentan de otros, estos utilizan, redistribuyen y descomponen las materias sintetizadas por los autótrofos.

Los animales y el hombre conforman el componente heterótrofo y son conocidos como consumidores (comen presas vivas), así también los hongos, bacterias no fotosintéticas y ciertos microorganismos conocidos como saprofitos y descomponedores (que comen organismos muertos y sus productos).

Los organismos autótrofos y heterótrofos están en un constante intercambio de energía conocido con el nombre red alimenticia o trama alimentaria.

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A pesar de su diversidad, todos los ecosistemas tienen una estructura biótica similar basada en las relaciones de alimentación; es decir, todos los ecosistemas presentan 3 categorías básicas de organismos que interactúan de los mismos modos: 1) productores, 2) consumidores y 3) saprofitos y descomponedores.

Productores (Nebel y Wright, 1999)

Los productores son principalmente plantas verdes que aprovechan la energía lumínica del sol para convertir agua y dióxido de carbono (absorbido del aire o del agua) en un azúcar llamado glucosa y liberar oxígeno como subproducto. Esta Conversión química propiciada por la energía solar, recibe el nombre de fotosíntesis. Los vegetales elaboran todas sus complejas moléculas a partir de la glucosa producida en la fotosíntesis y de unos pocos nutrientes, como N, P, K y S que absorben del suelo o del agua.

La variedad de los productores va desde las algas unicelulares microscópicas a plantas de tamaño mediano, como la hierba, hasta los árboles gigantescos. Todos los principales ecosistemas tienen sus productores particulares que realizan fotosíntesis.

Consumidores

Los consumidores comprenden una gran variedad de organismos que van de bacterias microscópicas a las ballenas azules, e incluyen grupos tan diversos como los protozoarios, los gusanos, los peces, los crustáceos, insectos, anfibios, reptiles, las aves y los mamíferos (entre estos el hombre).

Los consumidores se clasifican en varios subgrupos de acuerdo con su fuente de alimentos:

Consumidores primarios (herbívoros o *presas).- Son los animales sean estos tan grandes como los elefantes o tan pequeños como los ácaros que se alimentan de los productores.

Consumidores secundarios (carnívoros o predadores).- Son los animales que se alimentan de los consumidores primarios. Ejemplo: los alces que se alimentan de hierba son consumidores primarios en tanto que los lobos que se comen los alces son consumidores secundarios.

Consumidores superiores (carnívoros superiores o depredadores).- se alimentan de los predadores.

Omnívoros.- (omni=todo) constituyen ciertos animales que ocupan más de un lugar en la escala por ejemplo el ser humano son consumidores primarios cuando ingiere hortalizas y verduras y es secundario si comen carne de res y terciario si comen peces que se alimentan de otros que a su vez comen algas.

Parásitos.- son otra categoría importante de los consumidores. Se trata de organismos vegetales o animales que se vinculan estrechamente a su “presa” y se alimenta de ella durante

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un largo período, por lo regular sin matarla (al menos no de inmediato) aunque a veces la debilita tanto que la vuelve propensa a que la maten otros predadores o las condiciones adversas. La planta o el animal del que se alimenta recibe el nombre de hospedero.

Los animales que se alimentan de cadáveres de animales abandonados por los predadores o muertos por enfermedad u otras causas, como las hienas y los buitres, se denominan carroñeros, los consumidores carroñeros, el nivel en que se sitúan depende del origen de los restos o cadáveres que consumen.

Saprofitos y descomponedores de detritos

En biología se llaman detritos a los materiales vegetales muertos, como hojas, ramas, troncos caídos y hierba seca, así como a los desechos fecales de los animales y, a veces a sus cadáveres. Muchos organismos se han especializado en alimentarse de estos elementos y les damos el nombre de saprofitos o detrívoros (de vorare=comer). Entre ejemplos se encuentran la lombriz de tierra, los miriápodos, los cangrejos de río, las termitas, las hormigas y los escarabajos. Al igual que los consumidores podemos identificar saprofitos primarios (que se alimentan directamente de detritos), saprofitos secundarios (que se alimentan de los saprofitos primarios).

Los saprofitos primarios o descomponedores de detritos constituyen un grupo extremadamente importante, son los hongos y bacterias de putrefacción. Muchos de los detritos del ecosistema en particular hojas secas y la madera de los árboles o ramas muertos, no parecen ser consumidos como tales, sino que simplemente se pudren, pero la putrefacción es el resultado de la actividad metabólica de hongos y bacterias que secretan enzimas digestivas que descomponen, por ejemplo: la madera se descompone en azúcares simples que son absorbidos como nutrientes.

A su vez los descomponedores de detritos son alimento de los saprofitos secundarios, como los protozoarios, ácaros, insectos y gusanos, y cuando mueren, su cuerpo se añade a los detritos y se convierte en fuente de energía para más saprofitos.

Los ecosistemas terrestres y acuáticos presentan los dos componentes bióticos básicos y funcionan de igual manera en éstos. En los ecosistemas terrestres las plantas (hierbas, árboles) son los autótrofos, mientras que en los ecosistemas acuáticos como lagos y mares, los autótrofos son algunos tipos de algas, bacterias fotosintéticas y protozoarios verdes que en conjunto forman el denominado fitoplancton (planta flotante).

RELACIONES DE LOS SERES VIVOS EN EL ECOSISTEMA

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Asociaciones alimenticias: cadenas, redes o tramas alimenticias y niveles tróficos

Al describir la estructura biótica de los ecosistemas, es evidente que las principales relaciones entre los organismos son de alimentación.

Podemos identificar numerosas secuencias en que un organismo es comido por otro, y este a su vez por uno más. Cada una de estas secuencias recibe el nombre de cadena alimenticia.

Estas cadenas rara vez son entidades aisladas. Las poblaciones de herbívoros se alimentan de varias plantas distintas y son presa de diferentes consumidores secundarios u omnívoros. En consecuencia de hecho todas las cadenas alimentarias están entretejidas y forman una red o trama de relaciones de alimentación. Se emplea la expresión trama alimentaria (también red alimentaria) para denotar la compleja “malla” de cadenas alimentarias entreveradas.

Todas las cadenas avanzan por una serie de pasos o niveles, de los productores a los consumidores primarios y de estos a los secundarios, etc., que llamamos niveles tróficos

Dentro de toda cadena alimenticia encontramos los diferentes niveles tróficos que no son sino compartimentos que agrupan a organismos que se alimentan de manera similar. Los del nivel productor lo constituyen todos los organismos autótrofos, de los consumidores o heterótrofos podemos distinguir, el nivel consumidor I (herbívoro o presa), el nivel consumidor II (carnívoro, predador), el nivel consumidor III (carnívoro, depredador), el nivel consumidor IV (detrívoro, carroñero) y el nivel descomponedor.

DESCOMPONEDOR

CARROÑERO

DEPREDADOR

PREDADOR

HERBÍVOROS

AUTOTROFOS Se observa que en cada paso de un nivel a otro hay un movimiento fundamental de un organismo al siguiente de nutrientes químicos y la energía almacenada que contiene.

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En resumen, las cadenas y tramas alimentarias así como los niveles tróficos deben comenzar con los productores, y estos deben tener condiciones ambientales adecuadas para crecer. Las poblaciones de todos los heterótrofos, incluido el hombre, están limitados a la producción de los vegetales, de acuerdo con el concepto de la pirámide de la biomasa. Si algún agente disminuye la capacidad de producción de las plantas verdes, los organismos de los niveles superiores menguan en consecuencia.

Relaciones no alimenticias. Asociaciones de sustento mutuo

Todos los organismos de un ecosistema establecen diferentes tipos de relaciones entre sí conocidas como relaciones simbióticas.

Simbiosis.- Cualquier relación de vida en común existente entre dos organismos que ocupan un mismo lugar en contacto cercano. En la relación siempre existirán dos individuos el hospedero y el huésped. Los principales tipos de simbiosis dentro de un ecosistema son:

Comensalismo : se presenta cuando solo uno de los organismos se beneficia de la relación pero sin causar daño al otro. Uno de los ejemplos más comunes son las plantas epífitas como orquídeas, bromelias y musgos, al vivir sobre los troncos de árboles, los cuales únicamente les sirven como medio de sustento.

Mutualismo : relación de beneficio mutuo entre los dos organismos, el ejemplo más común lo constituyen los líquenes, considerados como una simbiosis entre un hongo y un alga.

Parasitismo : En esta simbiosis solo uno de los organismos es el beneficiado, mientras que el otro resulta afectado. El parasitismo puede presentarse en dos formas:

o Endoparasitismo, que se presenta cuando el huésped parasita en el interior del hospedero como por ejemplo la Taenia solium (solitaria) en el hombre.

o Exoparasitismo que se observa cuando el huésped parasita en el exterior del hospedero como por ejemplo la familia Loranthaceae, una familia de plantas parásitas que viven sobre árboles o arbustos de otras familias, también ciertos ácaros como las garrapatas.

Asociaciones de competencia

Parecería que algunas especies de animales se enfrascarían en competencias “sin reglas”. Pero en realidad las competencias fieras ocurren rara vez, porque cada especie tiende a especializarse y adaptarse a su propio hábitat o nicho.

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El hábitat se refiere al lugar –definida por la comunidad vegetal y el entorno físico- al que la especie está adaptada biológicamente para vivir. Ejemplo un bosque caducifolio, una ciénaga, una planicie de pastos, bosques perennifolios, etc.

Aunque varias especies diferentes ocupan el mismo hábitat, la competencia puede ser ligera o inexistente para la mayor parte, porque cada especie tiene su nicho establecido, que se refiere a que come el animal, dónde y cuando lo requiera.

Para entender mejor podemos relacionar el hábitat con la “dirección” de un organismo (el lugar donde vive), y el nicho es su “profesión” (qué hace)

Ejemplos: los pájaros picamaderos, que se alimentan de insectos de la madera muerta, no compiten con las aves que se alimentan de semillas en el mismo bosque. Muchas especies de aves canoras coexisten en los bosque porque se alimentan de insectos a diferentes alturas de los árboles. Muchos murciélagos y las golondrinas se alimentan de insectos voladores, pero no compiten porque aquellos comen de noche y éstas de día.

Suele haber competencia entre especies cuando se superponen hábitos o nichos, por Ejemplo cuando se introduce una especie.

Factores abióticos

Los factores abióticos son los parámetros físicos o químicos que afectan a los organismos de un ecosistema.

Factores abióticos físicos.- Son los componentes abióticos básicos de un ecosistema, de ellos depende el comportamiento de los organismos en éste. Los principales factores abióticos físicos son: Luz solar, temperatura, atmósfera, presión atmosférica, agua, altitud, latitud y clima.

Luz o radiación solar

Es la fuente principal de energía en un ecosistema. De toda la energía solar que llega al planeta, 30% es reflejada por la atmósfera, perdiéndose en el espacio, otro 25 % es absorbido por ésta. Del 45 % restante, el 43% es absorbido por la tierra, los océanos y otras masas de agua, únicamente el 2% es aprovechado por las plantas para el proceso de fotosíntesis.

El 45% aprovechable por el planeta para su calentamiento y proceso de fotosíntesis corresponde a la parte visible (luz visible) del espectro de la radiación solar.

En los polos la radiación solar se distribuye en un área mayor que en el ecuador, con efectos en la temperatura ambiental de estas zonas. La intensidad de radiación solar es diferente en los

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hemisferios norte y sur debido a los movimientos de rotación y traslación de la tierra, así cuando el hemisferio norte se inclina en dirección contraria al Sol, el número de horas de luz diurna disminuye y la temperatura ambiental sufre un descenso.

Efectos biológicos de la luz

Producción de clorofila a nivel terrestre y marino Color de la piel en algunas especies animales Tactismos: respuestas condicionadas de plantas y animales a la luz solar

Temperatura

Es la energía térmica proveniente de la radiación o luz solar, expresada en grados Centígrados, Fahrenheit y Kelvin.

La temperatura tiene efecto constante sobre todos los seres vivos, interviene en la fotosíntesis, almacenamiento de energía en las plantas, en la velocidad de las reacciones químicas en los organismos vivos y es un elemento clave en el clima y la distribución de los seres vivos.

Efectos biológicos de la Temperatura

Tamaño de los individuos: en zonas con temperaturas elevadas (tropicales) los individuos son de menor talla, en las zonas frías los individuos son de mayor talla

Adaptación de plantas al frío.- Las zonas de temperatura más baja son aquellas que reciben menor irradiación solar anual (polo norte y sur), donde se observan los veranos con menor irradiación, sin embargo las plantas aquí han desarrollado mecanismos para soportar temperaturas bajo 0 °C, así por ejemplo: la adaptación de las plantas es la presentación de pubescencia, y la presencia de formaciones de almohadillas.

Regulación de la temperatura en animales.- Los animales producen calor metabólico acompañado de movimiento.

En la superficie del cuerpo entre pelos, plumas o escamas existe una fina capa de aire (capa superficial), protegiendo al animal de la temperatura ambiental, a más de esto existe una capa de grasa y músculos que contribuyen al mantenimiento del calor corporal.

De acuerdo al punto de vista morfológico y fisiológico, los animales se agrupan en tres tipos:

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Homeotermos (aves y mamíferos).- regulan su temperatura corporal usando la energía almacenada, presentan una producción interna de calor (endotermia), son conocidos como “animales de sangre caliente”.

Poiquilotermos (invertebrados, peces, anfibios y reptiles).- regulan la temperatura corporal por mecanismos externos (ectotermia) como exponerse al sol.

Heterotermos (murciélagos, abejas, colibríes).- regulan su temperatura corporal por endotermia o ectotermia, dependiendo de la situación ambiental.

Latitud y altitud en relación con la temperatura

Latitud.- coordenada geográfica que permite definir la posición de un punto en la Tierra. En otras palabras es la distancia que hay desde un punto de la superficie terrestre con relación al Ecuador (Línea Equinoccial) contada en grados.

Altitud.- Distancia vertical de un punto de la tierra con respecto al nivel del mar.

El aumento en latitud y altitud provocan efectos térmicos similares:

La temperatura media de la atmósfera disminuye en 0.5 °C, por cada grado de aumento de la latitud o por cada 100 m de elevación en altura

100 m de altitud equivalen al aumento de un grado de latitud

Tanto la latitud como la altitud inciden en la distribución de los seres vivos, pues mientras existe un alejamiento del Ecuador los tipos de individuos son diferentes.

Atmósfera

La Atmósfera es la capa gaseosa que envuelve a la Tierra, el término proviene de dos voces griegas atmos: vapor de agua y sphaira: esfera. Entre algunas de sus características podemos mencionar:

La atmósfera adopta la forma de la tierra, aplastada en los polos y ensanchada en el Ecuador.

Presenta mucha movilidad Es transparente, inodora e incolora Expansibilidad: al disminuir la presión, se expande con mucha facilidad Compresibilidad: la presión de la atmósfera varía proporcionalmente a la densidad y

temperatura de la misma.

Componentes del aire:

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Permanentes AccidentalesNitrógeno 78% HollínOxígeno 21% PolvoArgón 0.94% Sales mineralesDióxido de Carbono 0.03% Cenizas volcánicasGases raros: Neón, Helio, Criptón, Xenón, Radón 0.03%Vapor de agua

Impurezas en general

Tomado de Ayllón 2003

El Nitrógeno es un gas inactivo esencial para la vida de las plantas, únicamente mediante fuerzas externas como descargas eléctricas se combina formando compuestos que nutrirán el suelo, al ser llevados por el agua hacia el suelo.

El Oxígeno es un gas activo que permite la vida en el planeta, permite respirar a todos los seres vivos, solo en su presencia se realiza la combustión, en su forma triatómica forma el Ozono (O3), permitiendo así la filtración de los rayos ultravioletas.

El Anhídrido carbónico proviene de la descomposición de la materia orgánica animal y vegetal. Este gas en concentraciones normales permite la retención del calor para que el planeta se mantenga abrigado, en lo que conocemos como el proceso del efecto invernadero, pero en concentraciones altas debido a su exagerada producción por parte del parque industrial se está produciendo un sobrecalentamiento del planeta con alteraciones en el clima global de la Tierra.

Capas de la Atmósfera.- De acuerdo a la temperatura, podemos distinguir 3 capas principales:

Troposfera.- Es la capa que se encuentra en contacto directo con la Tierra, está bajo la acción de la gravedad, presión y luz visible del espectro solar; contiene casi todo el vapor de agua atmosférico, la temperatura en ésta disminuye con la altura. En esta capa se encuentra la Biosfera (0-4 Km de altitud)

Estratosfera: En esta se puede observar la radiación ultravioleta, en ésta la temperatura aumenta con la altura, aquí se encuentra la capa de Ozono (O3), el vapor de agua se encuentra en un porcentaje muy bajo.

Ionosfera: Se caracteriza por ser la capa más externa o superior de la atmósfera, en ésta predomina la influencia del campo magnético y los rayos solares actúan de manera directa.

Presión atmosférica

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La presión atmosférica es considerada como el peso ejercido por las capas superiores sobre las capas inferiores de aire.

También se la define como una columna de aire que se extiende desde un plano horizontal hasta el límite exterior de la atmósfera.

La atmósfera ejerce una presión de poco más de un Kg por cm2 (1.033 Kg/cm2), por ejm. una persona de mediana estatura soporta al nivel del mar un peso de 15 toneladas, lo cual se equilibra con la presión interna de la persona (líquidos y gases del organismo).

A medida que se asciende la densidad y la presión disminuyen con rapidez, para el ser humano al bajar la presión disminuye la cantidad de oxígeno que entra a la sangre a través de los pulmones.

Las variaciones en la presión atmosférica, determinan patrones característicos en la distribución de los seres vivos.

El clima

Definición:

Steubing et al. (2002) definen al clima como el conjunto de condiciones meteorológicas promedios de un lugar, obtenidas a través de un período largo.

Según Hann (citado en Ayllón 2003) define al clima como el conjunto de fenómenos meteorológicos que caracterizan el estado medio atmosférico de un lugar.

De acuerdo a estos autores es necesario establecer la diferencia entre clima y tiempo, pues mientras el clima es el resultado de observaciones periódicas recopiladas durante varios años sometidas a análisis estadísticos, el tiempo es un estado momentáneo de la atmósfera, caracterizado por varios factores como el desplazamiento de nubes entre otros en el momento de la observación.

Elementos del clima.- Según Ayllón (2003) los elementos del clima son de dos tipos:

Elementos geodinámicos Elementos acuososTemperatura HumedadPresión NubosidadViento Precipitación

Viento.- Es el aire en movimiento.

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Humedad.- Cantidad de vapor de agua presente en el aire.

Nubosidad.- Condensación del vapor de agua en forma de nubes.

Precipitación.- Fenómeno meteorológico por el cual el vapor de agua condensado en las nubes cae a tierra en forma de lluvia.

De estos elementos los que permiten clasificar a los climas son la temperatura y la precipitación.

Entre los factores que modifican los climas son: insolación, latitud, corrientes marinas, distribución de tierras y mares, vegetación, suelo entre otros.

Insolación: energía solar que recibe la superficie de la tierra, determinando la formación de varias zonas térmicas.

Latitud: Influye en la variación de los siguientes elementos del clima:

1. Temperatura: disminuye desde el Ecuador hacia los polos.2. Presión: La presión es baja en el Ecuador y cerca de los polos (60°), es alta en las

latitudes medias.3. Nubosidad y precipitación: en bajas y altas latitudes hay mayor nubosidad y

precipitaciones.

Distribución de tierras y aguas: Influye en el clima de la siguiente manera

1. La temperatura varía de acuerdo al calor específico de continentes y océanos, en verano los continentes tienen mayor temperatura que los mares y en invierno menor.

2. Los climas con influencia marítima son menos extremos que los continentales.

Corrientes marinas: Las corrientes cálidas influyen de la siguiente manera

1. Aumento de temperatura2. Cambian el régimen de presión y los vientos3. Aumentan la humedad, haciendo el clima más brumoso y con precipitaciones

Altitud: Influye en varios elementos

1. La temperatura y la presión disminuyen con la altitud2. Con la altura disminuye la humedad así como la nubosidad y precipitaciones3. El cambio de la temperatura y presión con la altura, producen las brisas del valle y

montaña

Vegetación: El suelo cubierto de vegetación influye en varios aspectos.

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1. En las zonas boscosas por lo general la temperatura es más baja, la humedad es alta y existen grandes precipitaciones.

2. En los pastizales las temperaturas son altas, la humedad y precipitación son medias3. En las zonas de vegetación xerofítica la variación de la temperatura es alta, la humedad

y precipitación son mínimas.

Clasificación de los climas

La clasificación más aceptada y utilizada a nivel mundial es la establecida por el climatólogo alemán Wilhelm Koeppen. Esta clasificación consta de cinco zonas climáticas, con trece categorías de climas.

Las cinco zonas climáticas establecidas por Koeppen son las siguientes:

A Tropical AB Seco Húmedos CC Templado D

D Frío BE Polar Secos

E

Tomado de Ayllón 2003

Las zonas climáticas se distribuyen en forma sistemática desde la región ecuatorial hasta los polos, por lo que este se puede observar que este es un sistema de clasificación del clima con un criterio geográfico.

Koeppen toma en cuenta para su sistema de clasificación otros factores como el régimen de lluvias o la época de lluvias, asignándoles una simbología en letras minúsculas, también asigna a los climas secos, una combinación de letras mayúsculas para su designación. A continuación el siguiente ejemplo:

El régimen de lluvia designado con letras minúsculas:

f = Lluvias todo el añox’ = Lluvias escasas todo el añow = Lluvias en verano, sequía invernals = Lluvias en invierno, sequía veraniegam = Lluvias monzónicas

La temperatura, el régimen o la cantidad de lluvia son los factores que permiten establecer la subdivisión de las zonas climáticas, y determinar el tipo de vegetación.

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Tipos fundamentales de clima

Simbología Significado VegetaciónAfAmAwBSBWCfCx’CwCsDfDwETEB

Tropical, con lluvias todo el añoTropical, con lluvias monzónicasTropical, con lluvias en veranoEsteparioDesérticoTemplado, con lluvias todo el añoTemplado con lluvias escasas todo el añoTemplado con lluvias en veranoTemplado, con lluvias en inviernoFrío, con lluvias todo el añoFrío, con lluvias en veranoTundraPolar de alta montaña

SelvaBosque tropicalSabanaHerbáceaXerófitasBosque mixtoPastosPraderaMatorralesBosque de coníferasBosque de coníferasMusgo, líquenesVariable

Tomado de Ayllón 2003

EL CLIMA EN EL ECUADOR

La presencia de las corrientes marinas: fría de Humboldt y cálida de El Niño, la existencia de la cordillera de Los Andes y la ubicación de nuestro país en la “mitad del mundo”, han originado el aparecimiento de un complejo mosaico de “climas”, los mismos que han incidido en el aparecimiento de igual número de ecosistemas (paisajes) singulares.

De acuerdo a Terán (1999) Ecuador presenta los siguientes tipos de climas de acuerdo al sistema de Koeppen:

Tropical super húmedo (Af).- con vegetación típica de selva, con lluvias casi todo el año y temperaturas elevadas, corresponde a la Amazonía y los bosques de la costa norte del país.

Tropical húmedo (Am).- Abarca zonas correspondientes a parte de Esmeraldas, Guayas y parte de la provincia del Oro, presenta una estación seca bien marcada.

Tropical seco o clima de sabanas (Aw).- con vegetación de sabanas y manchas de bosque caducifolio, corresponde a parte del noreste y suroccidente del país. Estación seca bien marcada (junio – diciembre).

Seco, casi desértico (B).- con vegetación xerofítica, lluvias muy escasas. Corresponde a zonas del litoral como la Península de Santa Elena y los valles interandinos como el Chota, Guayllabamba, Jubones, Catamayo y Macará.

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Mesotérmico húmedo (Cf).- se le denomina también temperado, con vegetación de montaña, las precipitaciones son abundantes y corresponde a las estribaciones de las dos cordilleras (800 m – 3000 ó 3500m).

Mesotérmico semi-húmedo (Cw).- con precipitaciones menores al mesotérmico húmedo, corresponde a los pisos subtropical y temperado de la región interandina, aptos para el cultivo de productos típicos de la sierra.

Clima frío o paramal andino (E).- con temperaturas inferiores a los 10 °C y abundantes precipitaciones, caracteriza a zonas con alturas a partir de los 3.200 m, corresponde a los páramos.

A más de esta clasificación existen otras que muestran en mejor forma la gran variedad de climas presentes en Ecuador, a continuación se muestra la siguiente tabla con varios de estos climas que caracterizan a diferentes zonas del país.

Clima y localización Altitud media

Temperaturamedia

Precipitación media

Cálido seco de la costa: Machala, Puerto Bolívar, Salinas, Jipijapa, Portoviejo

6-400 21-24 188-600

Cálido húmedo de la costa: San Lorenzo, Muisne, Santo Domingo, Yaguachi, Taura, Bucal

5-500 21-25 800-3300

Cálido húmedo del oriente: Lago Agrio, Shushufindi, Coca

200-350 20-25 2500-3500

Subtropical húmedo de la costa: Lita, Santo Domingo, P. V. Maldonado, La Maná, Pallatanga,

400-1500 18-23 2000-3000

Subtropical húmedo del oriente: Archidona, Tena, Puyo, Macas, Zamora

400-1600 16-23 2000-3000

Templado seco: Valles andinos: Chota, Guayllabamba, Baños, Paute, Macará

1200-2000 15-20 356-900

Templado húmedo: Loja, Cuenca, Quito, Ibarra

2000-3000 11-16 900-1700

Frío húmedo: Cajas, Cotopaxi, Cayambe, El Ángel, Tulcán

3000-4000 3-7 1300-1500

Frío seco: Páramos de Cañar, Chimborazo (Palmira).

3000-4000 3-7 700-900

Factores abióticos químicos.- Factores que ejercen efectos químicos en los organismos del ecosistema. Los principales factores abióticos químicos son: al suelo, el oxígeno y anhídrido carbónico.

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El agua

Son varias características especiales que el agua presenta, las que han permitido el desarrollo de la vida en el planeta, algunas de estas características son:

Gracias a los puentes de hidrógeno el agua posee un elevado calor específico, es decir el número adecuado de calorías para elevar un °Celsius la temperatura de un gramo de agua. El agua puede almacenar energía calórica al aumentar su temperatura.

El equilibrio hídrico de un organismo está relacionado con su equilibrio térmico

Los animales reducen su calor corporal resultado del metabolismo mediante la sudoración (pérdida de agua)

Las plantas sufren un enfriamiento para mantener su temperatura foliar mediante la evaporación.

De acuerdo a la disponibilidad de agua podemos observar ecosistemas muy distintos como los desiertos y los bosques lluviosos tropicales.

Las plantas de ecosistemas secos reducen la producción de hojas y aumentan la de raíces, reducen su superficie foliar para evitar la pérdida de agua por la transpiración.

En ecosistemas inundados como los mangles las plantas desarrollan raíces llamadas pneumatóforos para realizar el intercambio gaseoso.

Los animales terrestres absorben el agua de tres formas: mediante la bebida o comida y través de la producción de agua mediante la respiración.

Los animales terrestres eliminan agua a través de la orina, las heces, la vaporación en la piel y la respiración.

El suelo.- Sustrato necesario para la vida en los ecosistemas terrestres y muchos de los acuáticos continentales. Es el medio en que se desarrollan los seres vivos y satisfacen sus necesidades como la obtención de agua y nutrientes. En el suelo tiene lugar la descomposición de la materia orgánica, y retorno de los productos minerales resultado de los ciclos de los nutrientes.

El suelo se forma a partir de la meteorización física de las rocas o formación de partículas más pequeñas por acción del agua, viento y temperatura; luego continúa el proceso de meteorización química que consiste en la acción de organismos del suelo como líquenes y musgos, éstos producen ácidos que junto con la materia orgánica presente en el suelo y el agua intervienen en una larga cadena de reacciones químicas en el suelo.

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Estos procesos físicos y químicos actúan sobre el material o roca madre, permitiendo la formación en el suelo de un perfil constituido por varias capas llamadas horizontes. Los suelos presentan cuatro horizontes:

Horizonte A: conocido como horizonte mineral, acumula gran cantidad de materia orgánica (humus). Su coloración es siempre oscura debido a la combinación de minerales y materia orgánica.

Horizonte B: conocido como zona de iluviación o acumulación de arcillas, silicatos, hierro y humus provenientes del horizonte A por un proceso de eluviación o lavado.

Horizonte C: llamado material parental del suelo, aquí se acumulan sales resultado de la meteorización como Carbonatos de Calcio y Magnesio.

Horizonte D: conocido como material o roca madre, pues no ha sufrido ningún proceso de meteorización.

Los diferentes tipos de climas, y la meteorización principalmente determinan la existencia de varios órdenes de suelos en el planeta, algunos de éstos son:

Vertisoles: suelos ricos en arcillas

Entisoles: suelos de zonas montañosas y arenosas

Inceptisoles: suelos jóvenes

Aridisoles: Comunes en regiones áridas y semiáridas

Oxisoles: Suelos con meteorización intensa, de color rojizo por el óxido de hierro y aluminio que presentan.

El Oxígeno y Anhídrido Carbónico.- Sustancias importantes en los procesos de respiración, fotosíntesis y formación de carbohidratos.

En ambientes terrestres se desarrolla la respiración aerobia por la cantidad constante de O2 existente en la atmósfera.

En sitios de baja concentración de O2, se presentan individuos con adaptaciones: aerobios facultativos (bacterias), mangles con pneumatóforos.

Otros individuos pueden vivir en condiciones de inexistencia de O2 como es el caso de algunas bacterias anaerobias

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CICLOS DE LA NATURALEZA

La materia orgánica y el oxígeno que producen las plantas verdes son los alimentos y el oxígeno que necesitan los consumidores y otros heterótrofos. A su vez el dióxido de carbono y otros desechos que estos generan cuando descomponen lo que ingieren son exactamente los nutrientes que necesitan las plantas verdes. Este reciclaje es fundamental por dos razones: a) evita los desperdicios, cuya acumulación causaría problemas, y b) asegura que el ecosistema no se quedará sin elementos esenciales.

Si consideramos la ley natural de la conservación de la materia, que dice que los átomos no pueden ser creados ni destruidos, vemos que reciclar es la única manera posible de mantener un sistema dinámico. Podemos verlo todavía con más claridad si nos concentramos en los recorridos de tres elementos: carbono, fósforo y nitrógeno, que como avanzan en círculos, se conocen como ciclos. (La energía no se recicla, debe ser renovada del suministro de luz solar).

En el planeta se presentan varios tipos de ciclos como los astronómicos, geológicos y los ecológicos. Dentro de los ciclos ecológicos encontramos al ciclo del agua y los ciclos biogeoquímicos.

Ciclo Hidrológico o Ciclo del Agua

Nebel (1999) menciona que el 97% del agua en el planeta es salada y se encuentra en mares y océanos, el 3% restante corresponde al agua dulce de la cual dependen todos los ecosistemas. De este porcentaje de agua dulce el 87% corresponde a glaciares, casquetes polares, aguas profundas y agua en la atmósfera, es decir que solo el 0.4% es accesible.

Según Odum & Sarmiento (1998), el ciclo de agua presenta dos fases: una ascendente accionada por energía solar y una descendente donde se producen los servicios ambientales que necesitamos para subsistir.

El ciclo se inicia con la evaporación del agua desde los mares, lagos y ríos (en menor proporción), y con la transpiración (eliminación de agua) en vegetales y animales; toda el vapor de agua producido se dirige hacia la atmósfera donde sufre un proceso de condensación pasando al estado líquido o sólido (hielo), luego se produce el proceso de precipitación en forma de lluvia hacia la superficie terrestre. El ciclo Hidrológico consiste en síntesis en el paso del agua desde la superficie terrestre a la atmósfera por evaporación o transpiración y su regreso por condensación o precipitación.

Ciclos Biogeoquímicos

Son considerados como recorridos o rutas más o menos circulares que los elementos llevan a cabo entre los organismos y el ambiente (litosfera, atmósfera e hidrosfera). El Nitrógeno (N), Fósforo (P), el Potasio (K), entre otros constituyen los principales nutrientes de los vegetales.

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Los ciclos como el del azufre que tiene implicación únicamente en el ecosistema se denomina local, los ciclos del carbono, oxígeno y nitrógeno tienen implicación entre el ecosistema y la atmósfera, por lo que se les denomina globales.

Un factor importante e indispensable para que se cumplan estos ciclos es la presencia de los organismos conocidos como degradadores o descomponedores (hongos y bacterias), cuya función es degradar la materia orgánica muerta y ponerla a disposición de los autótrofos.

Ciclo del Nitrógeno

El Nitrógeno es el elemento que recircula con mayor facilidad en el ambiente, es el constituyente principal de las proteínas por lo que es fundamental para todo ser vivo. Los principales pasos dentro del ciclo del Nitrógeno son:

Fijación.- Consiste en la transformación del N2 atmosférico en nitritos o nitratos gracias a la acción de los rayos solares o descargas eléctricas. En la fijación tienen que ver las bacterias simbióticas del género Rhizobium, las cuales se encuentran usualmente asociadas a leguminosas como haba, arveja, fréjol.

Amonificación.- Consiste en la conversión del nitrógeno orgánico en amoniaco, algunas de las bacterias que tienen que ver con esta fase son: Bacillus y Clostridium.

Nitrificación.- Conversión del amoniaco en nitritos y nitratos, las bacterias que intervienen en estas conversiones son conocidas como nitritantes (conversión de nitritos) y nitratantes (conversión de nitratos), algunas de los géneros son Nitrosomonas y Nitrosobacter respectivamente.

Desnitrificación.- Fase en la cual el Nitrógeno regresa a la atmósfera en forma de N2 gaseoso u óxidos de nitrógeno, una de las bacterias asociadas a esta fase es Thiobacillus desnitrificans.

Ciclo del Fósforo

El recorrido del fósforo es representativo de todos los nutrientes minerales, aquellos elementos necesarios que proceden de los minerales de las rocas y los suelos.

El fósforo se encuentra en varios minerales de las rocas y suelos en forma del ión inorgánico fosfato (PO4

3-). Como las rocas se desmoronan paulatinamente liberan fosfato y otros iónes. El fosfato se disuelve en el agua pero no pasa al aire. Las plantas lo absorben del suelo y pasa a formar parte de los compuestos orgánicos, entonces, recibe el nombre de fosfato orgánico, que, al avanzar por las cadenas alimentarias, se transfiere al resto del ecosistema. Al igual que con el carbono, en cada paso por los organismos hay muchas probabilidades de que estos compuestos orgánicos se descompongan por respiración celular y que se libere fosfato inorgánico en la orina y otros excrementos, que pueden ser absorbidos de nuevo por las plantas para comenzar otro ciclo.

Un aspecto importante del ciclo del fósforo, es que no tiene fase gaseosa, se recicla solo si los desechos que lo contienen se depositan en el suelo del que vino (esto pasa con otros minerales). Desde luego en los sistemas naturales los desechos (orina, detritos) se depositan en

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la misma área, de modo que el reciclaje ocurre en forma eficiente. Pero los humanos pueden interrumpir el ciclo. Un caso grave de interrupción del ciclo por parte del hombre es la tala de bosques tropicales. Este ecosistema está sostenido por un reciclaje de nutrientes casi ciento por ciento eficiente. Cuando el bosque se corta y quema, los nutrientes almacenados en los organismos y los detritos son arrastrados enseguida por las lluvias copiosas y la tierra se vuelve improductiva.

Otro efecto del hombre en el ciclo es que buena parte del fosfato de los cultivos es llevado por las corrientes de agua, este añadido da por resultado la fertilización excesiva de los cuerpos de agua, que a su vez origina un grave problema de contaminación conocido como eutroficación.

Ciclo del Carbono

Podemos comenzar a describir el ciclo del carbono con la reserva de moléculas de dióxido de carbono del aire y las disueltas en el agua. Por medio de la fotosíntesis y posteriores procesos metabólicos, los átomos de carbono del dióxido de carbono se vuelven parte de todas las moléculas orgánicas que conforman una planta. Por las cadenas alimentarias, los átomos de carbono pasan a los tejidos de otros organismos (consumidores) del ecosistema. Sin embargo no es probable que un mismo átomo pase por muchos organismos en un solo ciclo, porque en cada paso por un organismo hay muchas oportunidades de que el consumidor descomponga la molécula orgánica que contiene al átomo de carbono durante la respiración celular. Cuando esto ocurre, los átomos de carbono son devueltos a la atmósfera en moléculas de dióxido de carbono, lo que completa un ciclo y posteriormente comienza otro.

Del mismo modo, cuando se quema la materia orgánica, también devuelve al aire los átomos de carbono contenidas en moléculas de dióxido de carbono.

Según los estudios de los científicos, cada año se gasta alrededor de 1/3 del total de dióxido de carbono atmosférico en la fotosíntesis, y que en cantidad igual regresa a la atmósfera por la respiración celular.

Ciclo del Oxígeno

El ciclo del Oxígeno se inicia con el proceso de fotosíntesis cuando la energía solar rompe la molécula de agua en Hidrógeno para la formación posterior de Hidratos de Carbono y Oxígeno que escapa hacia la atmósfera siendo utilizado en el proceso de respiración y los procesos de combustión y oxidación.

Hace aproximadamente 3.200 millones de años al iniciarse el proceso de fotosíntesis y crearse una atmósfera aerobia con O2 (oxígeno utilizado en la respiración), también se dio la formación de la capa de O3 u Ozono, la cual permite la filtración de los rayos ultravioletas.

Aprovechamiento de la energía solar

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Ningún sistema funciona sin suministro de energía. Para todos los principales ecosistemas terrestres y acuáticos, la fuente principal de energía es la luz solar que absorben las plantas verdes durante la fotosíntesis.

El aprovechamiento de la luz del sol como fuente básica de energía es fundamental para la sostenibilidad por dos razones: no contamina y es inagotable.

No contamina.- La luz solar es una forma de energía limpia, pues carece de sustancias que puedan contaminar el ambiente.

Inagotable.- La producción de energía solar es constante, y no la afecta y mucho menos la agota. Para fines prácticos la, el sol es una fuente eterna de energía.

PROBLEMAS AMBIENTALES

Principales cambios atmosféricos

Miles de lagos ya no albergan vida, y decenas de miles están en peligro de desaparecer. Los bosques siguen reduciéndose. El clima general muestra signos de calentamiento, lo que amenaza al mundo con cambios sin precedentes y la elevación del nivel de los mares. Se nos advierte del peligro de cáncer cutáneo porque estamos más expuestos a la radiación ultravioleta. Los científicos y los medios de comunicación nos dicen que estos problemas son consecuencias de la contaminación del aire y que los problemas se agravarán a menos que emprendamos acciones eficientes.

Los científicos señalan que la deposición ácida, el calentamiento del planeta y el deterioro de la capa de ozono son antropogénicos, es decir proceden de las actividades del hombre; son el resultado por ejemplo, de los sistemas de generación eléctrica que prestan servicios importantes a las sociedades modernas. El bienestar económico de los países desarrollados y el progreso de los que están en desarrollo dependen del aprovechamiento de la energía de los combustibles fósiles (carbón, combustibles líquidos derivados del petróleo y el gas natural). El problema es que al quemarse estos combustibles, su energía impulsa vehículos, hace girar turbinas, enciende motores y acciona equipos de aire acondicionado, pero se descargan contaminantes

Deposición ácida

La deposición ácida es lluvia, neblina, bruma o nieve con más acidez de lo normal. Además, como también hay partículas ácidas secas en la atmósfera, la combinación de deposición y caída de estas partículas se llama precipitación ácida. Comprobaciones cuidadosas muestran que grandes áreas de Estados Unidos y Canadá, casi toda Europa y otras regiones industrializadas tienen precipitaciones de 10 a 100 veces más ácidas de lo normal, lo que afecta el ecosistema de diversas formas.

Extensión y fuerza de la deposición ácida

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En ausencia de contaminación, la lluvia es ligeramente ácida, con un pH de 5.6, porque el dióxido de carbono del aire se disuelve con facilidad y al combinarse con el agua produce ácido carbónico. La precipitación ácida, entonces, es cualquier precipitación que tenga pH de 5.5 o menos.

Fuentes de la deposición ácida

El análisis químico de la deposición ácida en el este de Estados Unidos y en Europa revela la presencia de ácido sulfúrico (H2SO4) y ácido nítrico (HNO3). El ácido nítrico proviene sobre todo de las emisiones de las chimeneas fabriles. La quema de combustibles produce dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno, con lo que empieza a aparecer el problema de la deposición ácida. Estos óxidos entran en la troposfera en grandes cantidades de fuentes naturales y antropogénicas, estos óxidos se convierten en ácido sulfúrico y nítrico, que se disuelve con facilidad en agua o se adhiere a partículas y caen con la precipitación ácida. Esto ocurre al cabo de una semana de que los óxidos entran en la atmósfera.

Debemos reconocer que las fuentes naturales contribuyen con cantidades cuantiosas de contaminantes: al año, de 50 a 70 millones de toneladas de azufre (de volcanes, espuma del mar y procesos microbianos) y de 30 a 40 millones de toneladas de óxido de nitrógeno (de los relámpagos, la quema de biomasa y los procesos microbianos). Las fuentes antropogénicas se calculan en 100 a 130 millones de toneladas de dióxido de azufre y de 60 a 70 de óxido de nitrógeno. La diferencia vital entre ambas fuentes es que los óxidos de la fuente antropogénica están muy concentrados en las regiones industrializadas, en tanto que las emisiones de las naturales están distribuidas en todo el planeta y son parte del ambiente global. Los niveles de los óxidos antropogénicos han aumentado por lo menos cuatro veces desde 1900, en tanto que los otros se mantienen constantes.

Efectos de la deposición ácida

La deposición ácida ha sido un problema causado por los centros industriales durante más de un siglo; sin embargo, su efecto en los ecosistemas fue notado apenas hace 35 años, cuando los pescadores comenzaron a observar grandes menguas en las poblaciones de peces de muchos lagos en Norte América y Europa.

Efectos en ecosistemas acuáticos

El pH del ambiente es crucial porque afecta el funcionamiento de casi todas las enzimas, hormonas y otras proteínas de los organismos que lo habitan. Por lo general los seres vivos regulan su pH interno, pero cuando el pH del entorno es casi siempre bajo, a menudo supera esta capacidad reguladora en muchas formas de vida.

La mayor parte de los lagos, charcas y corrientes de agua dulce tienen un pH natural de 6 a 8 y los organismos están adaptados a él. Huevos, esperma y crías son muy sensibles a los cambios. Si el pH varía incluso en una unidad del punto óptimo, casi todos se trastornan y muchos mueren.

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Cuando estos ecosistemas acuáticos se acidifican, casi todos los organismos superiores mueren, ya sea porque la acidez los mate o porque impida que se reproduzcan. La precipitación ácida suele lixiviar (lavar) aluminio y diversos metales pesados del suelo con la filtración del agua. Estos metales que se disuelven se vuelven muy tóxicos para las plantas y los animales que los asimilan. Por ejemplo, conforme los lagos se acidifican, los peces acumulan mercurio.

Efectos en los bosques

Junto con los lagos, la declinación de los bosques es notable. Los árboles dañados pierden sus hojas y caen víctimas de insectos, hongos y enfermedades. La reducción del crecimiento de los árboles es otra causa de la lluvia ácida.

Efectos en los seres humanos y sus obras

Uno de los efectos más notables de la precipitación ácida es el deterioro de las piezas de ornato. La piedra caliza y el mármol (que es una forma de piedra caliza) son los materiales preferidos para los monumentos y las fachadas de los edificios. La reacción entre los ácidos y la piedra caliza los erosiona a un ritmo muy acelerado. Edificaciones y esculturas que se han mantenido en pie cientos y aún miles de años sin grandes cambios se disuelven y desmorona a vista de todos.

Medios para reducir las emisiones que forman ácidos

Se proponen seis principales medidas:1. Limpieza del carbón2. Combustión con base de fundente3. Cambio de combustible4. Empleo de depuradoras5. Plantas de energía alternativa6. Reducción en el consumo de electricidad.

Calentamiento global

La tierra como invernadero

Procesos de calentamiento, Habrá observado que el interior de los coches se calienta cuando se encuentran estacionados en el sol con las ventanillas cerradas. Este calentamiento se debe a que la luz pasa a través de los cristales y es absorbida por los asientos y otros objetos del interior, con lo que se convierte en energía calorífica que se desprende en forma de radiación infrarroja. Ésta a diferencia de la luz, no cruza los cristales, sino queda atrapada en el interior y eleva la temperatura del aire. Es el mismo principio que hace que los invernaderos sean más cálidos que su entorno.

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A escala mundial, el dióxido de carbono, el vapor de agua y pequeñas cantidades de otros gases en la atmósfera cumplen una función análoga a la de los cristales de los invernaderos, por lo que son llamados gases de invernadero. La energía luminosa pasa por la atmósfera y es absorbida por la tierra y convertida en calor en la superficie. La energía calorífica infrarroja, por radiación, retorna a la atmósfera y al espacio exterior. Los gases de invernadero que en forma natural se encuentran en la troposfera absorben parte de la radiación y la devuelven a la superpie; en cambio, otros gases, el nitrógeno y el oxígeno no actúan así. Los gases de invernadero son como una manta eléctrica; aíslan la tierra y demoran el escape de radiación infrarroja al espacio. Sin tal aislamiento, el promedio de las temperaturas superficiales sería 33 grados más frío y la vida que conocemos sería imposible.

El clima mundial depende de las concentraciones de gases de invernadero. Si aumentan o disminuyen en forma notable, el clima cambia en consecuencia.

Enfriamiento general

La atmósfera de la tierra también está sujeta a factores de enfriamiento. Hace poco, lo meteorólogos descubrieron que los sulfatos antropogénicos en aerosol cancelan buena parte del calentamiento de los gases de invernadero. El dióxido de azufre de las fuentes industriales entra en la atmósfera y reacciona con los compuestos que se encuentran ahí formando una neblina de sulfatos que refleja y dispersa algo de la luz solar y también contribuye a la formación de nubes.

Otros gases de invernadero

Varios gases también absorben energía infrarroja y se suman al efecto de aislamiento del dióxido de carbono. Algunos son de origen antropogénico y su concentración aumenta, lo que hace temer que el calentamiento global rebase con mucho los efectos calculados sólo para el dióxido de carbono.

Vapor de agua, atrapa la energía infrarroja de vuelta a la atmósfera, las concentraciones elevadas de vapor de agua contribuyen en buena medida al calentamiento de la superficie oceánica y las capas inferiores del aire.

Metano, es un producto de las reacciones microbianas de fermentación y también lo emiten las minas de carbón, las turberas de gas y los pozos petroleros. Como se forma en el estómago de los rumiantes, se piensa que la ganadería es causante de mucho del aumento del gas en la troposfera.

Óxido nitroso, entre las fuentes del gas se incluye la quema de biomasa y el uso de fertilizantes químicos, cantidades menores proceden de los combustibles fósiles.

CFCs y otros halocarburos, estos gases participan tanto en el calentamiento de la troposfera como en la destrucción de la capa de ozono en la estratosfera. Estos gases se utilizan como refrigerantes, solventes y retardadores de fuego.

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Efectos del calentamiento global

Todas las pruebas examinadas apuntan a una fuerte probabilidad de que, conforme aumentan los niveles de los gases de invernadero en la troposfera, la temperatura del planeta ascienda y produzca grandes cambios climáticos.

La elevación de las temperaturas mundiales está vinculada a dos efectos principales: cambios climáticos regionales y un ascenso en el nivel de los mares.

Medidas para evitar el calentamiento global

Se han propuesto varios pasos para combatir el calentamiento global cuyo objetivo es estabilizar el contenido de gases de invernadero en la atmósfera.

Estabilizar un tope mundial a las emisiones de dióxido de carbono mediante la limitación de combustibles fósiles en la industria y el transporte.

Estimular el progreso de la energía nuclear, pero sólo si se resuelven las cuestiones acerca de los costos, la confiabilidad, el gasto de combustibles y los desechos.

Acelerar desde ahora los acuerdos internacionales para terminar con la eliminación de los clorofluorocarbonos (CFC).

Detener la pérdida de los bosques tropicales y fomentar la plantación de árboles en las vastas áreas deforestadas.

Hacer más rigurosas las reglas de conservación de energía (endurecer los códigos de construcción para exigir más aislamiento, instalar sistemas de iluminación que ahorren energía, etcétera).

Adoptar medidas para reducir las cantidades de combustibles gastados en transporte: aumentar las normas de kilometraje, fomentar el uso compartido de automóviles, favorecer el transporte masivo en las áreas urbanas y tasar con impuestos cada vez más rígidos al carbono de los combustibles.

Invertir y desplegar las tecnologías de energía renovable: acumuladores solares y energía eólica, térmica, fotovoltaica, mareomotriz y geotérmica, entre otras.

Deterioro de la capa de ozono

Naturaleza e importancia de la capa de ozono

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Además de luz visible, el sol despide radiación ultravioleta (UV), que, salvo porque su longitud de onda es algo más corta, es igual a la de la luz violeta, la menor que percibe el ojo humano. Es importante distinguir entre UVA y UVB. La longitud de onda de la UVB va de 280 a 320 nanómetros, mientras que la de la UVA va de 320 a 400. Puesto que la energía se relaciona inversamente con la longitud de onda, la radiación UVB es más energética y, por lo tanto, más peligrosa.

Al penetrar en la atmósfera y ser absorbida por los tejidos del organismo, la radiación UV daña proteínas y moléculas de ADN del exterior de los seres vivos. Si toda la radiación ultravioleta que llega a la estratosfera llegara a la superficie de la Tierra, sería difícil que sobreviviera nada: flora, fauna se “cocerían”. Aun las pequeñas cantidades que nos alcanzan (menos del 1%) son causantes de todas las quemaduras solares y de más de 700.000 casos de cáncer cutáneo y trastornos precancerosos al año en Estados Unidos y Canadá, así como de daños incontables en las siembras y otras formas de vida.

No sufrimos más efectos nocivos de los rayos ultravioletas porque la capa de ozono de la estratosfera absorbe casi toda esa radiación (más del 99%). Por esa razón, se le llama capa de ozono.

Formación y descomposición de la capa de ozono

El ozono de la estratosfera es un producto de la acción de la radiación UV y las moléculas de (O2). La elevada energía de la radiación hace que algo de este oxígeno molecular se separe en átomos libres (O), que entonces se combinan con las moléculas y forman ozono como sigue;

O2 + UVB O + O

O + O2 O3

Cuando el ozono absorbe UVB se convierte de nuevo en moléculas y átomos libres de oxígeno

O3 + UVB O + O2

Así, la cantidad de ozono de la estratosfera es dinámica, hay un equilibrio debido al ciclo constante de reacciones de formación y de destrucción. A causa de los cambios estacionales en la radiación solar, en el hemisferio norte la concentración de ozono es mayor en verano y menor en invierno. Asimismo, en general es mayor en el ecuador y disminuye con la latitud. La presencia de otras sustancias químicas en la estratosfera trastorna el equilibrio normal del ozono y favorecen reacciones insostenibles.

Los clorofluorocarbonos (CFCs) son hidrocarburos halogenados que destruyen la capa de ozono. Los clorofluorocarbonos se emplean en casi todos los refrigeradores, acondicionadores de aire y bombas térmicas como fluido de transferencia de calor. Cuando estas máquinas fallan o se arruinan los CFCs suelen escapar a la atmósfera.

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Su segundo uso principal es en la fabricación de espumas plásticas. Los CFCs se mezclan a presiones con plástico líquido. Cuando la presión se libera, el gas hace que el plástico se espume. Cuando la espuma plástica queda lista, los CFCs escapan al aire.

Los CFCs se emplean también en la industria de la electrónica para limpiar partes de computadoras cuyo aseo debe hacerse con sumo cuidado. De nuevo, los CFCs escapan al aire.Por último, los CFCs se utilizan como agente presurizador en las latas de aerosoles y, desde luego, se liberaban en el aire con cada aplicación.

Los CFCs dañan la capa de ozono de la estratosfera porque liberan átomos de cloro, el resultado sería el aumento de la radiación ultravioleta. En la estratosfera la intensa radiación ultravioleta los descompone y libera átomos de cloro.

CFCl3 + UV Cl + CFCl2

Al cabo, todos los átomos de cloro se desprenden de las moléculas de CFC a consecuencia de la descomposición fotoquímica. Entonces, los átomos de cloro formarían con el ozono monóxido de cloro y oxígeno molecular:

Cl + O3 CLO + O2

Cada átomo de cloro tiene la posibilidad de descomponer 100.000 moléculas de ozono. Los CFCs son nocivos, dado que son agentes de transporte del cloro a la estratosfera, y el daño persiste porque el elemento desaparece con mucha lentitud.

LA BIOSFERA

Considerada como la masa de vida del planeta, constituye una extensa capa de 18 Km en donde se realiza el fenómeno de la vida y tiene tres características esenciales:

Existe agua líquida en cantidades sustanciales Recibe gran cantidad de energía del sol La presencia de interfases entre los estados sólidos, líquidos y gaseosos.

Regiones biogeográficas del planeta

Para analizar las diferentes regiones biogeográficas del mundo es necesario establecer los siguientes conceptos:

Biogeografía.- Ciencia que estudia las características de la biota de regiones determinadas, su evolución, actual dinámica de las áreas de distribución de las plantas y animales y las relaciones recíprocas entre biotas de regiones comparables.

Biota.- Conjunto de organismos que habitan un bioma o región.

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Bioma.- Extensa área ocupada por un conjunto de comunidades diferenciables fácilmente por su fisonomía, resultado de la interacción de factores físicos y factores bióticos. Su aspecto es uniforme y se caracteriza por un tipo de vegetación dominante como por ejemplo, los bosques tropicales con vegetación esencialmente arbórea, entre otros.

Regiones biogeográficas.- Son áreas geográficas definidas por la distribución de especies de plantas o animales comunes. De acuerdo a lo mencionado podemos encontrar diferentes áreas zoogeográficas y áreas fitogeográficas.

Regiones fitogeográficas:- Tomando en cuenta la vegetación existente en los diferentes biomas encontramos las principales regiones fitogeográficas:

1. Región Holártica.- Ocupa los continentes del hemisferio norte. Se caracteriza por grandes bosques de coníferas, los bosques caducifolios de betuláceas, salicáceas entre otras, también existen grandes praderas de gramíneas y desiertos.

2. Región Paleotropical.- Ocupa las regiones tropicales y subtropicales de África, Asia Menor, sur de Asia, Malasia, Indonesia y Polinesia. Se caracteriza por selvas tropicales, selvas monzónicas, bosques xerófilos espinosos, sabanas y desiertos.

3. Región Neotropical.- Ocupa los trópicos de América, desde el sur de Estados Unidos hasta el estrecho de Magallanes. La flora característica corresponde a bosques húmedos tropicales, selvas de montaña, páramos, bosques secos entre otros.

4. Región Australiana.- Ocupa la región de Australia. Se caracteriza por la presencia de bosques de eucaliptos.

5. Región Oceánica.- Ocupa los océanos. Su flora característica la constituyen las algas.

Regiones zoogeográficas.- De acuerdo a la distribución de las especies de animales en el planeta, los zoólogos han determinado la presencia de las siguientes regiones:

1. Región Holártica.- Ocupa los territorios de América del Norte y Euroasia. La fauna característica está constituida por los cérvidos, los osos, los salmónidos, los falcónidos, entre otros.

2. Región Etiópica.- Ocupa los territorios tropicales y subtropicales de África, Asia Menor, sur de Asia, Malasia, Indonesia y Polinesia, incluyendo África al sur del Sahara y la isla de Madagascar, la cual según otros autores corresponde a otra región denominada Malgache. La fauna característica corresponde a los grandes mamíferos como elefantes, hipopótamos, etc; aves como el avestruz.

3. Región Oriental.- Comprende Asia Tropical y las islas aledañas como Ceilán, Java, Sumatra, Formosa, Filipinas y Borneo. La fauna característica corresponde a especies endémicas como los gibones y orangutanes.

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4. Región Australiana.- Corresponde a la isla de Australia, Nueva Zelanda y Tasmania. La fauna característica esta formada por los grandes marsupiales como canguros, koalas entre otros, encontrando también a los monotremas como el ornitorrinco y equidna.

5. Región Neotropical.- Corresponde al sur de Estados Unidos, Centro y Sur América y al Caribe. La fauna característica esta formada por los pequeños marsupiales como las raposas, pequeños mamíferos con una gran variedad de roedores, gran cantidad de anfibios, reptiles.

Ecosistemas y paisajes de la tierra

El Océano:

Los océanos Pacífico, Atlántico, Indico, Ártico y Antártico cubren cerca del 70% de la superficie terrestre. La vida en éstos es determinada por factores físicos como el oleaje, mareas, corrientes, salinidad, temperatura entre otros, los cuales influyen en la composición de las comunidades en los océanos. Los océanos se encuentran formando básicamente por dos zonas, el medio pelágico o la masa total de agua y la zona bentónica o región del fondo. Formando parte de estas dos zonas podemos encontrar las siguientes partes:

Plataforma continental.- borde sumergido de los continentes en los océanos, donde se encuentran el petróleo, minerales y la mayor parte de alimentos que se toma de los océanos.

Talud continental.- zona que continua a la plataforma continental. Planicie abisal.- zona oceánica de gran profundidad. Cordilleras o dorsales oceánicas.- cordilleras submarinas de kilómetros de longitud,

estas cordilleras han dado lugar a la formación de chimeneas hidrotermales. Aquí las comunidades se accionan con energía geotérmica, la trama alimenticia se inicia con bacterias quimiosintéticas y no por individuos fotosintéticos.

Estuarios

Los estuarios (del latín aestus, marea) son cuerpos salobres de agua semicerrada como la desembocadura de los ríos o las bahías costeras. La salinidad en estos es intermedia entra la del mar y la del agua dulce. Estos ecosistemas son accionados por la energía que producen las mareas. En los estuarios encontramos tres formas autótrofas: el fitoplancton, microflora bentónica (algas bajo el lodo, arena, rocas y cuerpos o conchas de animales) y la macroflora (algas, pastos marinos.). Los estuarios además son importantes pues constituyen los criaderos de la mayor parte de moluscos y crustáceos y peces costeros.

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Manglares

Ecosistemas caracterizados por ser potenciales formadores de suelos, que ayudan a formar islas y a ampliar costas. Los manglares ocupan del 60 al 70% del litoral en las regiones tropicales, se desarrollan en zonas donde no existe oleaje, se extienden desde mar abierto hasta la línea más alta de las mareas, donde se inundan periódicamente. Las plantas representativas en estos ecosistemas son los mangles, plantas resistentes a la salinidad del mar abierto, su principal característica es la presencia de raíces zancudas o fúlcreas que penetran en el lodo anaerobio llevando oxígeno a zonas profundas y aportan superficies para la fijación de conchas, ostras, cangrejos y otros animales marinos.

En Ecuador, en Esmeraldas los manglares maduros llegan a medir una altura de 45 m. La madera de los mangles es muy dura, comercialmente importante para la construcción, producción de taninos, clavos entre otros.

Las semillas de los mangles germinan en el árbol, para luego desprenderse y flotar en el agua hasta quedar atrapados en aguas someras, las especies de mangles más comunes son el mangle rojo (Rhizophora mangle) y el mangle negro (Avicennia germinans).

En Ecuador estos ecosistemas están desapareciendo de manera preocupante debido al aumento indiscriminado de camaroneras.

Arrecifes coralinos

Son formaciones subacuáticas que crecen en las plataformas continentales y volcanes submarinos. Estos ecosistemas están distribuidos ampliamente en aguas cálidas someras o poco profundas alrededor de islas y tierras continentales. Los arrecifes coralinos se desarrollan en aguas pobres en nutrientes, están formados por la simbiosis de corales vivos (Cnidaria, Anthozoa) que producen carbonato de calcio con algas rojas coralinas (Rodophyta, Corallinaceae). También asociados a los arrecifes están moluscos, crustáceos y equinodermos.

Los arrecifes de coral son de tres tipos:

1.- Arrecifes costeros de orla.- crecen mar adentro desde las costas rocosas de las islas y los continentes.

2.- Arrecifes de barrera.- crecen paralelos a la línea de costa de los continentes y las islas, están separados de la tierra por brazos de mar poco profundos.

3.- Atolones.- Elevaciones de coral en forma de herradura o círculo en el cráter de volcanes sumergidos extintos.

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Arroyos y ríos

Ecosistemas dulceacuícolas ubicados en depresiones orográficas, intensamente utilizados por el ser humano, como suministro de agua, para eliminación de desechos, producción de peces, control de crecidas.

Los ríos constan de tres partes: la cabecera, el tramo medio y la desembocadura, sus características cambian desde la cabecera hasta la desembocadura, aumentan su anchura, el caudal, así como el metabolismo, composición y diversidad de las comunidades.

Esta secuencia longitudinal es denominada como continuo fluvial, en la sección media los ríos se hacen más anchos y menos sombreados, el número de algas y plantas verdes aumentan y la diversidad también aumenta. A nivel de la desembocadura, la velocidad de la corriente disminuye, el agua se vuelve lodosa, disminuyendo la entrada de luz y el proceso de fotosíntesis, reduciendo la diversidad de especies.

Estos ecosistemas en la actualidad afrontan un gran problema ambiental, pues están sobrecargados con los desechos del ser humano, además son represados, embalsados y canalizados, por lo cual los causes naturales se están perdiendo.

Los ríos y arroyos han sido divididos por los ecólogos en dos tipos: Los lóticos que son ríos o arroyos de aguas en movimiento, en los que la cuenca se erosiona debido al movimiento del agua, el fondo de éstos es firme. Los lénticos o de aguas tranquilas, donde se deposita material y el fondo suele estar formado por sedimentos. Lagos y estanques

Los lagos son cuerpos de aguas continentales de gran tamaño que se ubican en depresiones del terreno, que al pasar del tiempo se van llenando de sedimentos y por lo tanto perdiendo profundidad. La diversidad de especies es baja en estas comunidades de agua dulce.

Los estanques son cuerpos de agua dulce de pequeña extensión, los dos ecosistemas, lagos y estanques son considerados como ecosistemas lénticos.

Estos ecosistemas están constituidos por las siguientes zonas: Zona litoral.- con vegetación de raíz en la costa Zona limnética.- de agua abierta, dominada por plancton Zona profunda.- formada por individuos heterótrofos

Los lagos son usualmente clasificados de acuerdo al nivel de productividad como: oligotróficos con presencia de pocos alimentos y eutróficos con muchos alimentos.

Humedales dulceacuícolas

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Ecosistemas inundados o cubiertos por agua dulce de manera permanente o por largos periodos de tiempo. Se caracterizan por estar formados por vegetación de tipo hidrofítica, es decir plantas que viven en el agua.

Los humedales dulceacuícolas son considerados como ecosistemas fértiles, dependiendo esta fertilidad de las fluctuaciones periódicas de los niveles del agua, de acuerdo a las variaciones estacionales y anuales en la precipitación.

Existen varias clases de humedales dulceacuícolas, cada uno de los cuales presenta un tipo específico de vegetación, entre los cuales podemos destacar los siguientes:

Lago.- cuerpo de agua continental de gran tamaño, ubicados en depresiones orográficas caracterizados por vegetación de herbazales de diferentes tipos de acuerdo a su ubicación geográfica.

Laguna.- cuerpo de agua continental de mediano tamaño, son de varios tipos como: Lagunas glaciares.- formadas por la acción de glaciares y casquetes polares Lagunas tectónicas.- formadas por la acción de terremotos Lagunas volcánicas.- formadas por la acción de erupciones volcánicas Lagunas artificiales.- formadas por obras de ingeniería

Turberas.- áreas pantanosas o anegadas que presenta suelo de turba, o suelo altamente orgánico formado por restos vegetales parcialmente descompuestos, son humedales característicos de regiones frías. Son de varios tipos, dependiendo del tipo de planta que predomina en su composición, así podemos observar turberas alcalinas donde es dominante la vegetación de juncos, las turberas ácidas se caracterizan por la dominancia del musgo del género Sphagnum.

Bosques de ribera.- zonas localizadas en la margen de los ríos, inundadas temporalmente por las aguas de éstos, se caracterizan por estar formados por vegetación arbórea. En ciertos lugares de la Amazonía, el nivel del agua sube hasta cubrir las copas de los árboles, formando lo que se conoce como “varzea” (selva inundada).

Humedales boscosos.- conocidos comúnmente como bosques de pantanos y de planicie de inundación, se localizan en el lecho de los ríos, en grandes depresiones y en terrenos bajos que se inundan por lo menos temporalmente. Especies como el ciprés y la nisa, que habitan en estos ecosistemas siempre inundados, desarrollan estructuras conocidas como “rodillas o faldas” que permiten mejorar la oxigenación y fijación al sustrato, otras especies como el roble, fresno, olmo y arce se desarrollan de mejor manera en zonas inundadas periódicamente. En la selva amazónica especies como Mauritia flexuosa (morete) forman los moretales; Mauritella sp. y Schizolobium sp. están adaptados a una inundación en la época de lluvias, formando lo que se conoce como igapó, y a una sequía de tres meses aproximadamente, en el cual las raíces quedan descubiertas. El indicador ribereño de estos pantanos boscosos en la Amazonía es el árbol de capirona (Capirona decorticans).

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Biomas terrestres

Comunidades terrestres grandes diferenciables fácilmente por su flora característica. Entre los principales biomas terrestres mencionaremos a los siguientes.

Desiertos

Se encuentran en regiones con menos de 25 cm de precipitación anual y en regiones cálidas con más precipitación pero de distribución irregular en el año. Existen desiertos en Norteamérica que no son tan extremos como los de Gobi en Asia y el del Sahara en África. Pero el desierto más seco del mundo conocido como el desierto del Atacama, se encuentra en Sudamérica en Chile y Perú.

Con respecto a la vegetación podemos mencionar que existen cuatro formas de vida adaptadas a vivir en los desiertos:

Plantas anuales, que crecen solo en la época que existe humedad Arbusto con numerosas ramas que se originan en la parte basal del tronco, sus hojas

son carnosas y pequeñas que se desprenden en la época de la sequía. Arbustos con raíces muy profundas, para aprovechar la humedad del interior del suelo,

sus hojas y tallo permanecerán siempre verdes. Plantas suculentas como los cactus en el Nuevo Mundo o las Euphorbiáceas en el

Viejo Mundo, estas almacenan agua en sus tejidos.

Junto a estas formas de vida también podemos encontrar musgos y líquenes que permanecen en estado latente durante el periodo de sequía.

Con respecto a los animales se pueden observar varias especies que han adaptado su sistema fisiológico para sobrevivir en estos ecosistemas, así por ejemplo, los camellos que beben agua cada cierto tiempo, algunos roedores del desierto eliminan orina concentrada y no utilizan agua para regular su temperatura corporal.

Tundra

Bioma localizado entre los bosques templados al sur y el océano ártico al norte, cubre una extensión de 2 millones de hectáreas de terrenos sin árboles. Se caracteriza por la baja temperatura y precipitación, siendo un factor limitante la falta de calor, lo cual determina la adaptación de numerosas especies a la vida en climas fríos como líquenes y pastos. Otro factor que caracteriza a la tundra es la existencia de los suelos de permafrost o suelos que permanecen helados casi todo el tiempo, excepto en verano, su capa más interna permanece siempre helada.

La función del permafrost es formar una capa impermeable al agua, obligando a ésta a permanecer y desplazarse por su superficie, manteniendo la capa superior del suelo siempre húmeda.

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Entre las especies animales podemos mencionar a los toros almizcleros, los renos, osos polares, lobos entre otros.

En latitudes más bajas encontramos terrenos similares, conocidos como la tundra alpina, que aparece en zonas de alta montaña.

Taiga

Biomas más extensos del planeta conocidos como bosques boreales con vegetación predominante de coníferas, se extienden en las más altas latitudes del hemisferio norte, cubren alrededor del 11% de la superficie terrestre. La taiga se caracteriza por un clima frío continental, con fuertes variaciones estacionales, el verano es corto, fresco y húmedo con un largo periodo de nevadas. Los inviernos más secos y fluctuaciones estacionales extremas se encuentran en Alaska y Siberia Central.

Al igual que la tundra, la taiga está bajo la influencia del permafrost, evitando la infiltración y manteniendo la humedad elevada del suelo.

En Norteamérica el bosque boreal ocupa gran parte de Alaska y Canadá hasta los Montes Apalaches. En Euroasia se inicia en Escosia, Escandinavia y se extiende a lo largo del continente hasta el norte de Japón.

Las especies vegetales más representativas son: las píceas, pinos, abedules, abetos, álamos entre los árboles, también existen gran variedad de musgos y líquenes.

Entre las especies animales podemos mencionar como las más representativas a los cérvidos como el alce, el caribú, ardillas, perdices, buhos entre otros.

Bosques templados

Estos bosques constituyen biomas presentes en el hemisferio norte, caracterizados por ocupar posiciones topográficas que van desde las tierras bajas hasta las cimas montañosas, con un clima que varía de cálido y semiárido hasta frío y húmedo. Los bosques templados abarcan asociaciones de coníferas, bosques caducifolios o agrupaciones mixtas. Existen varias clases de bosques templados los cuales presentan tipos como se menciona a continuación:

2. Bosques de coníferas.- con tipos como: Bosques de montaña.- localizados en zonas montañosas a nivel de Europa

central y Norteamérica. Pinares.- ubicados tanto en Euroasia y Norteamérica.

3. Bosque Planifolios.- con tipos como:

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Bosques caducifolios.- se localizan en zonas de Norteamérica, Europa y Asia, en forma seminatural, pues la mayor parte de su extensión ha sido ocupada por la agricultura. Las especies vegetales más representativas son las hayas, los robles, entre otras.

Bosques perennifolios templados.- como los bosques de eucaliptos en Australia.

Bosques tropicales

Bosques caracterizados por su régimen de temperatura que fluctúa entre 20 y 24 º C al año. Engloban varios tipos como los siguientes:

Bosques húmedos tropicales.- conocidos también como pluviselva tropical, se restringen a las zonas de clima ecuatorial entre las latitudes 10ºN y 10ºS. Las altas temperaturas, la constante precipitación y la variación diaria de calor y la alta humedad son características de estos ecosistemas. Las principales zonas donde se encuentran estos bosques son la amazonía en Sudamérica, India, el sur de China, Malasia, Java y Nueva Guinea, otra área es África Occidental, también encontramos pequeñas extensiones de éstos en Australia y Madagascar.

Bosques secos tropicales.- La mayor parte de estos ecosistemas se encuentran distribuidos en África, Sudamérica y Centroamérica. Gran parte del bosque original ha desaparecido en especial en Centroamérica y la India, debido al avance de la frontera agrícola y al aumento de la ganadería, esto a dado lugar a la formación de sabanas.Una de las principales características de estos bosques es la baja pluviosidad anual, durante las largas etapas de sequía los árboles pierden las hojas de manera total.

Herbazales

Ecosistemas donde la precipitación pluvial es intermedia entre la del desierto y la de los bosques, ésta oscila entre 25 a 60 cm anuales, dependiendo de la temperatura. El suelo esta adaptado para retener agua. Los grandes herbazales naturales presentes son las praderas localizadas en el continente norteamericano, las estepas presentes en el euroasiático. Además de estos dos herbazales, podemos observar las pampas en el sur de Sudamérica y las sabanas en el centro y sur de África.

En Sudamérica en países como Colombia, Venezuela y Ecuador, la tala de bosques y la siembra de pastizales han variado el paisaje estableciendo extensas áreas de sabanas. En el caso de Ecuador la sabanas están presentes en la región occidental.

Las formas de vida presentes en las sabanas son principalmente herbáceas que fluctúan desde especies pequeñas de 12cm o menos hasta especies de por lo menos 2m de longitud. Por lo general podemos encontrar mezclados entre las herbáceas a pocos árboles o arbustos.

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Clasificación:

Praderas.- localizadas en el continente norteamericano. Estepas.- presentes en el continente euroasiático. Pampas.- en el sur de Sudamérica Sabanas.- en el centro y sur de África. En Sudamérica en Colombia, Venezuela y

Ecuador también están presentes la sabana (sabana artificial).

BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA:

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Odum, E.P. y Sarmiento F.O. l998. Ecología, el puente entre ciencia y sociedad. McGrow-Hill, México.

Smith T., L. Smith (2004). Ecología Sexta Edición. Pearson Educación, S.A, Madrid.

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