ECOLOGIA Y ECOSISTEMAS

ALEXANDRA TOBAR VARGAS

Maestría Desarrollo Sostenible y Medio Ambiente

Cohorte XIII

JOSE GIRALDO RIOS DUQUE

Docente

LEIDY SALGADO

LUZ ANGELICA CARDONA

Tutoras

MODULO ECOLOGIA

UNIVERSIDAD DE MANIZALES

2014

1. Relación coherente entre Biosfera, biomas, ecosistemas, hábitat, nicho ecológico y biodiversidad:

La biosfera es el espacio de aire, tierra y agua, que está habitado por los seres vivos. Es la única parte del planeta donde se da la vida, depende de la energía del sol y de la circulación del calor y nutrientes (Fraume, 2005). Podría definir la biosfera como un gran sistema donde se realizan muchas funciones cuyo fin es sostener la vida, en diferentes ambientes o hábitats siendo este, el conjunto de elementos físicos-químicos y bióticos que constituyen el entorno de un organismo o de una población, este espacio donde habitan los seres vivos y estos están en constante relación con los elementos físicos constituyen un ecosistema. Los ecosistemas son comunidades cuyos elementos físicos (Biotopo: espacio físico, natural y limitado) y biológicos (Biocenosis: conjunto de organismos vivos que interaccionan en un área), tienen entre si una interacción constante, ocupan un área determinada guardando una independencia relativa y afinidad considerable. En pocas palabras en el ecosistema de dan relaciones entre una comunidad de especies y su medio o hábitat, y las relaciones al interior de esa comunidad. Cuando hay vida, por ende hay una transformación de energía y de los elementos del medio, y así se establecen sus relaciones (Ángel 1995). Según el tipo de entorno, un ecosistema se puede dividir en Ecosistema terrestre, acentuado por el suelo y muy influenciado por las características climáticas de la atmosfera o ecosistema acuático, cuyo entorno esencial es el agua (dulce o con salinidad). En un ecosistema hay una variabilidad genética o riqueza biológica tanto en flora como fauna, a esto se le denomina Biodiversidad o diversidad biológica. La diversidad mide la riqueza en número de especies, mediante un índice que refleja la relación entre el número de individuos de cada especie y el número total de individuos de todas las especies presentes (Fraume, 2005). Esta variabilidad genética es fundamental para la adaptación, sobrevivencia y evolución continua de las especies en el tiempo. Cada especie se relaciona y se adapta de manera diferente al medio o hábitat, ya que existen dentro de cada ecosistema un conjunto de procesos y factores externos al organismo, afectando su vida y su desarrollo, por lo cual este organismo debe relacionarse con el ambiente físico y con otras especies, cumpliendo un papel funcional dentro del ecosistema. Entonces nicho ecológico es la función u oficio que desempeña una especie en un ecosistema. Dos especies cuya función es parecida se puede decir que pertenecen al mismo nicho ecológico.

Siguiendo con la idea de que la biosfera se asemeja a un gran sistema (súper ecosistema), se puede decir que cada uno de los subsistemas que la componen son los Ecosistemas y, que dependiendo de la zona geográfica y su vegetación dominante se constituyen los denominados biomas, estos son un tipo de hábitat en el que la vegetación (flora) dominante comprende algunos tipos característicos que reflejan la tolerancia del ambiente y a la que se vinculan determinadas comunidades de organismos u animales. Los grandes biomas abarcan variedad de ecosistemas.

Un ejemplo de ecosistema acuático puede ser un lago de agua dulce, con agua más o menos transparente, con acumulación de sedimentos arenosos en el fondo, temperatura etc., en este viven insectos acuáticos, gusanos, peces de distinto tamaño, aves que se alimentan de peces, plantas acuáticas, algas, fitoplancton, zooplancton. A este llegan a beber agua mamíferos etc. se da una cadena trófica y hay un cambio constante de energía.

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2. Mapa conceptual relaciones ecológicas

3. Ciclos biogeoquímicos y su importancia en para comprender la problemática ambiental:

La energía fluye a través de los ecosistemas y con ella los nutrientes, los cuales se reciclan de manera constante para ser reutilizados por los seres vivos. Todos los organismos vivos necesitan de elementos químicos en grandes cantidades, estos circulan a través de los organismos y el ambiente. Este movimiento continuo se denomina ciclo biogeoquímico (Castañeda, 2012) y constituyen un sistema regulador de la hidrosfera y la biosfera. Se da el ciclo atreves de procesos físicos, químicos y biológicos. Los flujos de elementos pueden ser abiertos, como el flujo de energía o cerrado como el ciclo de la materia.

Un solo elemento puede convertirse en el factor determinante del desarrollo de un ecosistema, por ejemplo la oferta de nitrógeno puede limitar los procesos vitales en los océanos. Entre los más de 80 elementos presentes en el suelo, solo una tercera parte son esenciales en plantas y animales, los principales que constituyen la materia orgánica son C, H, O, N, P, S y otros actúan de estructura de soporte como Ca, Mg, Si, K, Na, Cl, F.

Ciclo del Carbono: este elemento se haya en forma gaseosa CO2 la atmosfera y hace parte de moléculas orgánicas como proteínas, vitaminas, lípidos y aminoácidos. Inicia durante la fotosíntesis, cuando las algas, cianobacterias y plantas extraen el CO2 del aire y lo fijan en bioelementos como el O. una parte forma parte de los tejidos vegetales y la otra se libera mediante la respiración. En la hidrosfera se encuentra como bicarbonato y en la litosfera como rocas carbonatadas, carbón o petróleo.

En la atmosfera hay 700 billones de CO2. El 20% es transformado cada año por plantas y microorganismo, a través de la fotosíntesis, en hidratos de carbono. El uso de combustibles fósiles está causando un incremento constante de CO2 atmosférico y de CH4 (>65%, que el periodo preindustrial). Esto contribuye al calentamiento global (efecto de invernadero, por absorción de la radiación infrarroja en la atmosfera y el cambio en el balance de calor global (Ecología y medio Ambiente, UNAL). Si estos rayos llegan directamente puede provocar enfermedades como cáncer, heridas etc. hay sequias y la fauna se ve afectada por evaporación o deshidratación.

Ciclo del Nitrógeno: este elemento forma parte de proteínas y ácidos nucleicos. Es el más abundante de la atmosfera, pero la mayoría de los seres vivos no puede tomarlo de forma directa. Las bacterias fijadoras de nitrógeno presentes en el suelo lo absorben y lo descomponen en Nitrito y luego en Nitrato. Y así las plantas incorporan el N a su metabolismo, estas son consumidas por los consumidores primarios a través de la cadena trófica y en Nitrato vuelve al suelo tras su muerte, excremento u orina en forma de amoniaco, gracias a la acción de algunas bacterias y hongos, el N puede permanecer en el suelo o ser devuelto a la atmosfera por bacterias desnitrificante, las cuales extraen el nitrógeno de los nitratos y lo liberan a la atmosfera en forma de nitrógeno gaseoso.

En los océanos se produce el ciclo de manera semejante. Como este elemento es un macronutriente que los seres vivos necesitamos para sintetizar proteínas esenciales, es muy importante que haya una liberación de este en la atmosfera.

Ciclo del Oxigeno: la mayoría de los seres vivos utiliza el oxígeno de la atmosfera para extraer la energía de sus alimentos orgánicos, gracias a la respiración aerobia. Como producto de desecho liberan CO2. Pero en organismos autótrofos usan agua, C y energía solar para producir su alimento y liberar O2 como desecho. En este ciclo se presentan varios subciclos: atmosfera -litosfera e hidrosfera-litosfera-atmosfera.

El O2 presente en la atmosfera y rocas superficiales es de origen biológico (autótrofos). Existe una relación doble entre los gases de la atmosfera y los sistemas terrestre y marino. Por un lado atreves de la fotosíntesis, el CO2 se transforma en O2 útil para los seres vivos. Los seres vivos devuelven el CO2 a la atmosfera al respirar: descomposición oxidativa. También hay emisión de este gas durante la descomposición de materia orgánica en los suelos.

Por el otro lado, el O2 de la atmosfera captado atreves dela fotosíntesis, contribuye a la oxidación de sustancias inorgánicas. También colabora en la meteorización de sedimentos orgánicos fósiles, como el carbón y petróleo. Otros procesos importantes son C elemental que produce CO2, la de los sulfuros minerales, que produce sulfatos, y la del N gaseoso, que produce nitratos.

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Ciclo del Fosforo: es un elemento fundamental para las células de los seres vivos: membranas, ácidos nucleicos y moléculas que almacenan energía. Este circula en las rocas de la corteza terrestre a sedimentos marinos y de nuevo a la tierra en forma de fosfatos (PO4). Es transportado por el agua de la lluvia y se libera por erosión, este pasa al suelo y de acá lo toman las plantas y, luego pasa a los consumidores y devuelto a través de excremento y por descomposición de la materia orgánica.

Ciclo del Azufre: participa en la síntesis de las proteínas, sus principales fuentes son las rocas y luego las plantas lo absorben y se pasa por la cadena alimenticia hasta ser devuelto al suelo por acción de los descomponedores. Tanto el P como el S, son arrastrados al fondo marino y se incorpora de nuevo en las rocas.

El S es el principal causante de la acidez tanto en agua de lluvia pura, como contaminada. El 95% del SO2 es emitido por el uso de combustibles fósiles. El incremento en las emisiones de azufre ha causado una acidificación considerable de la precipitación, al igual que del suelo y de los ecosistemas acuáticos, especialmente en zonas ácido-sensibles como Escandinavia y Canadá. Esto ha provocado la alteración de otros ciclos (aluminio, metales pesados y nutrientes) y ha causado daños severos en bosques y lagos. A escala global las emisiones de azufre pueden influenciar el clima por el incremento de aerosoles, que actúan sobre los núcleos de condensación de las nubes.

Ciclo del Agua: el agua está en constante movimiento a través de los océanos, superficie terrestre y la atmosfera. En este ciclo hay cuatro fases:

Evaporación: el agua pasa de estado líquido a gaseoso. Los animales también transpiran y de esta forma contribuyen al ciclo.

Condensación (vapor de agua a agua líquida: niebla, roció y niebla) y precipitación: permiten que el agua evaporada regrese a la superficie en forma de lluvia, granizo o nieve. Cerca del 80% cae en los océanos y el 20% por acción de los vientos, esta es llevada a la superficie terrestre.

Escorrentía: es cuando el agua de la lluvia se desplaza por la superficie terrestre hacia los océanos.

A manera general y describiendo un poco los ciclos biogeoquímicos, se concluye que estos son de suma importancia en la Biosfera, estos fluyen atreves de los grandes Biomas, Ecosistemas, comunidades, poblaciones y de las especie. Cada ciclo se caracteriza por contribuir de diferentes maneras a los seres vivos, bien sea en la síntesis de las proteínas, respiración, transpiración, excreción etc. si se alteran estos ciclos hay un impacto ambiental. Alguno de estos impactos son el efecto de invernadero, lluvia acida, sequia, fenómenos del niño y la niña, desbalance en la cadena trófica entre otros, afectando finalmente a todos lo vivo.

Si pensamos solo en los impactos negativos que puede generar alterar el ciclo del C y N, podemos ver que hay un aumento en la temperatura, incremento de CO2, eutrofización, incremento en materia orgánica y esto desencadena muchos problemas anexos. También es importante tener en cuenta que si se altera un ciclo, se alteran los demás ciclos, lo que nos demuestra que en la biosfera todo está íntimamente relacionado y conectado.

4. Biomas:

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El bioma es una zona de vida en donde las características de la flora, clima (macroclima y microclima), altitud, latitud y suelo, reflejan las tolerancias del ambiente y a este se vinculan determinadas comunidades de animales.

El clima es quizás el elemento más importante en determinar las clases de individuos que pueden vivir en un área y las maneras en que ellos deben modificarse para vivir bajo condiciones diferentes de temperatura y precipitación y la distribución estacional de estos factores. Cada lugar en la tierra tiene su propio clima, influenciado tanto por el macroclima de la región como en microclima de lugar en particular.

Los suelos son básicos para determinar el tipo de vegetación que allí crecerá y sirve como sustrato para los animales. El suelo está influenciado por los climas regionales y por la geología.

La flora depende del clima y del tipo de suelo. La vegetación varía en tamaño y estructura, en su manifestación estacional, y en cómo cambia el tiempo. Un componente importante de las plantas y animales en una región es su diversidad global, que indica cuantas especies pueden coexistir ahí. Esto varía sustancialmente tanto dentro como entre las zonas bioclimáticas, dependiendo tanto del clima como de la vegetación. En las comunidades más diversificadas, el grado y los tipos de interacciones entre plantas y animales aumentan a medida que aumenta el número de especies y sus niveles tróficos.

En la corteza terrestre tenemos biomas muy secos como los desiertos cálidos o fríos como la tundra. Se clasifican de acuerdo al clima y a la precipitación promedio, en zonas frías: desierto frio, tundra y taiga. Zona templada: desierto templado, pradera y bosque templado. En las zonas cálidas se encuentran los desiertos cálidos, sabana y bosque tropical.

Foto 2: biomas según la precipitación y temperatura.

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Pero de acuerdo al análisis de la lectura de los grandes Biomas también pueden clasificarse los biomas de acuerdo a su ubicación con referencia a la altitud y latitud en el globo terrestre:

Foto 3: biomas de acuerdo a su altitud y latitud terrestre.

Hay biomas acuáticos, dentro de estos tenemos las lagunas, lagos, ríos y océanos:

Foto 4: zonas de un bioma acuático según su profundidad.

Según la movilidad de los seres vivos y la zona donde viven los seres vivos acuáticos se clasifican en:

Plancton, organismos de pequeño tamaño que viven flotando en el agua sin desplazarse.

– Fitoplancton, organismos fotosintéticos

– Zooplancton, organismos heterótrofos

Necton, organismos de diferente tamaño que pueden desplazarse dentro del agua. Bentos, animales que viven fijos en el fondo o se desplazan sobre él.

Según la salinidad de sus aguas, hay dos tipos:

Ecosistemas marinos: la salinidad es alta. Se distinguen zonas según:

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La profundidad, tres zonas: Pelágica (0-200m) Zona fótica con plancton y necton. Batial (200-2000m) Zona afótica, necton con adaptaciones a la oscuridad. Abisal (>2000m). Zona afótica con alta presión. Necton y Bentos con adaptaciones a

esas condiciones La distancia a la costa, dos zonas:

Nerítica, cerca de la costa, existen movimientos de agua (oleaje, mareas, corrientes) de alta mar, alejada de la costa.

Ecosistemas de agua dulce: la salinidad es baja y variable.

Foto 5: zonas por distancia a la costa y profundidad.

5. Leyes de la ecología:

Estas leyes son consideradas por los ecólogos como los principios básicos para explicar cómo funciona un ecosistema, los explico biólogo y ecólogo Barry Commoner en 1973, en su libro “El circulo que se cierra” (Ochoa Pedro, 2010).

Primera ley: Todo está relacionado con todo lo demás, lo que indica que siempre hay relaciones e interacciones entre las partes de un ecosistema y los procesos físicos, químicos y biológicos que allí sucedan. Como un ejemplo pensemos en un ecosistema que abundan los nacimientos de agua como la Sierra Nevada de Santa Marta, hay gran variedad de fauna, flora y el suelo es fértil. Si se tala los árboles y se quema continuamente, la vegetación y los animales desaparecen, el suelo se erosiona, se secan los nacimientos de agua y finalmente el ecosistema entero queda en desequilibrio. Las acciones de las personas tienen efectos negativos o positivos a corto, mediano y largo plazo en el medio que lo rodea.

Segunda Ley: Todo debe ir a alguna parte. En la naturaleza se reciclan los desechos naturalmente mediante los procesos químicos, biológicos y físicos. El hombre en sus procesos agrícolas, industriales, minero o pesca introduce, en la naturaleza nuevos desechos que no se descomponen, sino que se integran a la cadena alimenticia y regresan al hombre atreves de los alimentos o el agua. Como ejemplo el uso de mercurio en la minería, este va al agua, los peces lo consumen y nosotros a él, y este elemento pasa a nuestro organismo provocando daños irreversibles en la salud. Los ecosistemas tienen una capacidad bastante limitada para absorber nuestros desechos y auto depurarse. Debemos pensar que nos encontramos en un supersistema que la biosfera y esta posee unos recursos finitos.

Tercera ley: El Impacto Ambiental provocado por un grupo humano, una sociedad, o una nación en los ecosistemas se mide por la relación: I (Impacto ambiental) = P (población) x A

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(Afluencia económica) x T (tecnología para satisfacer el consumo). La población humana genera un impacto ambiental que crece de acuerdo aumenta el número de personas, mejora su nivel adquisitivo o las técnicas para satisfacer el consumo infinito de los recursos finitos.

Dicho de otra manera la población puede crecer dentro de ciertos límites pero si los excede el costo implícito es la disminución en la calidad de vida de muchas otras personas.

Cuarta Ley: La naturaleza sabe lo que hace. Los organismos vivientes de los ecosistemas actuales, son el resultados de millones de años de la evolución y adaptación al medio en donde viven y todos los desechos de las plantas y animales se reciclan por acción de los descomponedores, que transforman los materiales orgánicos a inorgánicos, es decir en la sabia naturaleza nada se desperdicia. Pero si nosotros los humanos en busca de ese nivel adquisitivo cada vez más lejos, introducimos sustancias y elementos que no existían, no habrá microorganismo que lo descomponga y su acumulación daña el correcto funcionamiento del ecosistema. El ser humano introduce plásticos, vidrios, detergentes etc. y además su crecimiento poblacional es cada vez mayor, afectando la función del entorno, porque hay más necesidades que suplir.

Quinta ley: No existe la comida en Balde no existe ningún proceso gratuito. Todo en la naturaleza tiene un costo o valor, por ejemplo las grandes cosechas extraen los nutrientes del suelo y lo empobrecen. En la pesca si pesco más de lo debido o irracionalmente los peces se agotan. Cualquier proceso antrópico tiene un coste ambiental.

En la economía de la naturaleza debemos empezar a entender que los recursos no son ilimitados y tenemos que empezar a usarlos de manera racional, que no se agoten, es decir, de manera sostenible.

6. Ecología ciencia fundamental para entender el concepto de medio ambiente:

La ecología es una ciencia interdisciplinaria cuyo objeto son las interacciones de los organismos o conjunto de estos, en su medio ambiente. Estudia la estructura y funcionamiento de la naturaleza, y con estos estudios contribuye a la comprensión de los problemas que hoy en día aquejan al medio ambiente. En estas relaciones hay una respuesta ecofisiologica (Lagarejo Marco). Es una ciencia integradora, y utiliza herramientas de otras ciencias.

Es importante la Ecología porque esta ciencia ha ampliado de manera grandiosa el concepto de medio ambiente, que hoy en día no podemos asociarlo solo a los sistemas naturales, a la protección y conservación de los ecosistemas. Sin hacer un análisis sobre la incidencia de los aspectos socioculturales, políticos, económicos, tecnológicos, demográficos, psicológicos, sociológicos etc. que están en constante interacción con los sistemas naturales. El ambiente integra, tanto a las ciencias físicas y naturales como las ciencias sociales y humanas, y los saberes tradicionales. Entonces la Ecología mira toda interacción entre el hombre desde la sociedad y cultura con la naturaleza.

Esta ciencia parte del estudio de la relación del ser humano consigo mismo, con los demás y con la naturaleza que lo rodea. Y así da solución a problemas del medio ambiente y los previene.

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BIBLIOFRAFIA

Fraume R., N. J. (2005). Abecedario Ecológico. Bogotá, Colombia: Fundación Hogares Juveniles Campesinos.

Ángel M., A. (1995). Cuadernos Ambientales. Tomado de La Trama de la vida. Las Bases Ecológicas del Pensamiento Ambiental. Serie Ecosistema y Cultura.

http://washingtonst.conevyt.org.mx/colaboracion/colabora/objetivos/libros_pdf/sna1_u6lecc1.pdf: revisada el día 17 de noviembre de 2014.

http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ciencias/2000088/lecciones/seccion1/capitulo04/tema05/01_04_05.htm: revisada el día 17 de noviembre de 2014.

Castañeda, María del Carmen, 2012. Guía para el docente, Ciencias para pensar. Grupo Editorial Norma. Bogotá- Colombia.

Los grandes biomas. Documento tomado del módulo de ecología de la Maestría en Desarrollo sostenible y Medio Ambiente virtual – Universidad de Manizales.

http://geo25raiguer.wikispaces.com/file/view/biomes.pdf: revisada el 16 de noviembre de 2014.

Ochoa, Pedro José, 2010. Fundamentos Básicos de la Ecología y Educación Ambiental.

Algara Sánchez, Manuel, 2008. Leyes de la Ecología http://ecologia.unibague.edu.co/leyesecologia.pdf. Revisado el 15 de Noviembre de 2014.

Los ecosistemas de la tierra, publicado en: https://ccnn2encomienda.wikispaces.com/file/view/biomas+santillana.pdf: revisada el día 18 de noviembre de 2014.

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Lagarejo Marco: Ecología y biodiversidad. Universidad Tecnológica del Choco. Facultad de humanidades y Artes. Publicada en: http://200.26.134.109:8091/unichoco/Ceres/ARCHIVOS/MODULO%20DE%20ECOLOGIA%20Y%20BIODIVERSIDAD/MODULO%20ECOLOGIA.pdf: Revisada el 18 de noviembre 2014.

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