trabajo de a u muy importatnte

1. MASTRIA EN SALUD PUBLICA -1092200304800 2009 -2010 UNIVERCIDAD DE SAN FRANCISCO DE QUITO TABLA DE CONTENIDO Contenido TOC
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1Introducción. PAGEREF _Toc236283210 21.1¿Qué es la ecología y para que sirve? PAGEREF _Toc236283211 21.2Ecología vs Ecologismo: PAGEREF _Toc236283212 22Servicios Ambientales PAGEREF _Toc236283213 43Limites y escalas de los ecosistemas PAGEREF _Toc236283214 53.1El problema de las Escalas PAGEREF _Toc236283215 53.2Evapotranspiración PAGEREF _Toc236283216 73.3Control Integrado de Plagas PAGEREF _Toc236283217 74El Ecosistema PAGEREF _Toc236283218 84.1Modelos de flujos de energía PAGEREF _Toc236283219 84.2Niveles Tróficos PAGEREF _Toc236283220 94.3Macro y Micro nutrientes PAGEREF _Toc236283221 94.4Diversidad en el Planeta Tierra PAGEREF _Toc236283222 104.5Valor de la Biodiversidad PAGEREF _Toc236283223 114.6Redundancia, Resistencia y Resiliencia PAGEREF _Toc236283224 124.7Redes ecológicas PAGEREF _Toc236283225 125Flujo de energía dentro de un ecosistema PAGEREF _Toc236283226 135.1Energética Ecológica PAGEREF _Toc236283227 135.2La leyes de la Termodinámica PAGEREF _Toc236283228 145.3Las capas atmosféricas PAGEREF _Toc236283229 145.4Niveles tróficos PAGEREF _Toc236283230 155.5Reciclaje de la materia orgánica PAGEREF _Toc236283231 165.6Implicaciones del malgasto de energía PAGEREF _Toc236283232 17 Introducción. ¿Qué es la ecología y para que sirve? Desde que tenía uso de razón (hace algo más de 40 años) estaba seguro de lo que me gustaría estudiar. Sin embargo en ese entonces la palabra biología o ecología no existía en el vocabulario de la mayoría de personas. Mis padres y profesores insistían en que lo que yo quería estudiar tenía que ver con la veterinaria o medicina. A medida que pasaban los años pude utilizar la palabra biólogo, pero aún así nadie tenía fe en la profesión que yo buscaba. Cuando comencé la universidad, mi padre insistía en que mi afición estaba bien para un pasatiempo pero que no sería suficiente para darme sustento económico. Ahora y más o menos desde hace unos 10 años atrás, cuando me preguntan sobre mi profesión, la gran mayoría de personas saben más o menos de que se trata y para lo que sirve. Esta anécdota creo que ilustra muy bien la forma en que hoy percibimos la naturaleza y los servicios que ésta nos ofrece. Antes de proceder con la lectura, me gustaría que escriban lo que ustedes creen que significan las siguientes palabras: Ecología Ecologista Ambiente Ambientalista Medio ambiente Servicio ambiental Les recuerdo que este tipo de peticiones son comunes en mis clases por cuanto estoy tratando de que ustedes rescaten su conocimiento previo. El conocimiento previo puede ser algo que ustedes aprendieron formal o informalmente, pero que está grabado en su subconsciente. Muchas veces ese conocimiento no es correcto y la única manera de corregirlo es estar conscientes de ello. Así que si no han escrito aún, háganlo ahora y guardes sus apuntes para que lo comparen una vez que hayamos revisado estas terminologías. Ecología vs Ecologismo: La Ecología es un rama de las ciencias biológicas que se ocupa del estudio de los ecosistemas. Un ecosistema comprende a todos los elementos bióticos y abióticos presentes en un lugar restringido por ciertas barreras geográficas. Obviamente esto implica un sistema demasiado grande para que una sola persona trate de estudiar y comprender todas las relaciones existentes en el mismo. Por eso dentro de la ecología existen divisiones que se encargan de los diferentes aspectos del ecosistema. Así tenemos que los ecólogos que estudian las relaciones entre los miembros de una misma especie de denominan ecólogos de poblaciones. Los que estudian las relaciones entre las diferentes poblaciones de denominan ecólogos de comunidades. Los que interpretan las variaciones geográficas de denominan biogeógrafos. Los que estudian el flujo de diferentes compuestos químicos se denominan autoecólogos, los que estudian las relaciones de los ecosistemas de agua dulce de llaman limnólogos. Los que tratan de reconstruir los ecosistemas antiguos se llama paleoecólogos. La Ecología es una ciencia relativamente joven. Recién en 1869 el zoólogo alemán Ernest Haeckel utilizó este término que en griego significa tratado de la casa (oikos = casa y logos = tratado). La Ecología tiene sus bases fundamentales en la Historia Natural. Hasta no hace mucho la ecología era un ciencia meramente descriptiva. Uno de los pioneros dentro de este campo fue el botánico alemán Von Humbolt, quién hizo un viaje por Sudamérica y precisamente en Ecuador caracterizó las diferentes zonas climáticas utilizando la vegetación en relación con la altura sobre el nivel del mar. En las últimas cuatro décadas la ecología ha pasado a ser una ciencia altamente matemática. Gracias al gran avance en el campo de la computación , la ecología se ha nutrido con el desarrollo de modelos matemáticos que pueden permitir recrear las relaciones ecológicas de tal modo que podemos predecir el efecto de ciertas prácticas humanas. Esta imagen es una copia del dibujo original que Humbolt hizo para describir los cambios en las diferentes comunidades de plantas en relación con la altura sobre el nivel del mar. El término ecologista se refiere a una persona o institución interesada en la protección del ambiente (nótese que no uso el término medio ambiente pues es redundante). Debido a que los ecólogos fueron los primeros en poner la voz de alarma en relación a varios problemas ambientales, el término poco a poco fue mal utilizado. Muchas personas piensan que los ecólogos son ambientalistas o ecologistas que hacen proselitismo político con en defensa del ambiente. La línea divisoria es muy fina, pero si es importante que se comprendan que la ecología es una disciplina científica y que el ecologísmo es una corriente política pro defensa del ambiente. Servicios Ambientales Finalmente, el primer capítulo referente a está sesión trata el tema de los sistemas como proveedores de servicios ambientales. El término servicio ambiental se refiere a las cosas que la naturaleza nos brinda y que por lo general no asignamos un valor comercial. Si tratásemos de determinar el valor que tiene el aire puro, el agua fresca, el paisaje, los bosques sin perturbar, etc., nos veríamos frente a un problema económico muy grande. A duras penas en los últimos diez años los economistas han tratado de
valorizar
los servicios ambientales. Para poner dentro del contexto nacional deberíamos pensar en el servicio que nos ha dado el río Machángara o el río Guayas. El Estero Salado fue por muchos años un sitio que no sólo servía como vía de comunicación, sino que proveía de alimentos a Guayaquil, a más de procesar toda la descarga orgánica de las aguas servidas de la ciudad. Cuando Guayaquil creció y el Estero se sobresaturó se convirtió en una fuente de agua maloliente que todos quería hacer desaparecer. Hoy en día existe una fundación dedicada a rescatar el Estero Salado. Se están resembrando mangles y procurando que la fauna retorne. El río Guayas está sobrecargado de materia orgánica y pasarán muchos años antes de que pueda recuperarse. En cuanto al Machángara, el municipio de Quito ha intentado por muchos años reducir los niveles de contaminación. Uno de los programas antiguos de
la Televisión
tiene una denuncia que espeluzna por cuanto el agua del Machángara se contamina en sus orígenes no sólo con desechos orgánicos sino con metales pesados y productos tóxicos de muchas fábricas en Quito. Luego, cuando llega a Tumbaco es utilizado para regar sementeras de verduras y otros productos agrícolas que son expendidos en los mercados de Quito. En este caso no sólo se ha afectado al río, sino que la salud de muchos Quiteños por la falta de conciencia y responsabilidad ciudadana. Laguna de Colta. Esta foto muestra la laguna de Colta. Noten la basura en las orillas. Este lago ha recibido tal cantidad de materia orgánica de los habitantes que están al rededor que el agua está llena de algas. La proliferación de algas reduce la cantidad de oxígeno disponible para peces y esto a su vez genera más depósito de materia orgánica muerta. Esto causa un cambio hasta en el olor del agua. La capacidad de procesar la materia orgánica ha sido sobrepasada por la actividad humana y el lago ya no puede proveer el servicio ambiental como hace 100 años. Manglar en Muisne Esta foto la tomé en Muisne en la zona del manglar. No podía salir de mi asombro al ver la cantidad increíble de basura que estaba atrapada entre las raíces de los árboles. Este bosque está dentro de la Estación Científica del Congal. El administrador supo indicarme que cada 15 días mediante un programa de voluntarios limpiaban este lugar. Los humanos por siglos hemos visto al mar como un lugar infinito que puede soportar toda la carga de basura que le demos. Los materiales no biodegradables como el plástico y las llantas llegan por toneladas a las playas de todo el mundo. En la actualidad existe un día mundial de las playas en el cual se insentiva a las personas a recoger la basura acumulada. He aquí otro maravilloso ejemplo de un servicio ambiental. Finalmente y para motivarte a usar el foro de preguntas sueltas; ¿podrías pensar en el servicio ambiental que provee el páramo? o el ¿bosque húmedo tropical? Limites y escalas de los ecosistemas El problema de las Escalas Los seres humanos, en su gran mayoría, tenemos una visión del futuro muy limitada. Por miles de años las personas no podían organizar sus vidas pensando en el futuro. Las necesidades básicas eran tan difíciles de procurar, que satisfacer el hambre, la seguridad personal y poder prender fuego en la noche eran tareas que ocupaban todo el día. A medida que estas necesidades básicas se podían suplir, íbamos mejorando nuestras capacidades intelectuales pero siempre pensando en muy corto plazo. Los faraones se puede decir que lograban planificar su muerte. Hasta el aparecimiento de las refrigeradoras y los silos no se podía pensar en almacenar grandes cantidades de comida para algunos años. Hasta el día de hoy esto sigue siendo un problema que ocupa a miles de personas a tiempo completo al rededor del mundo. ¿Cómo entonces podemos proponer que entendamos el mundo que nos rodea en la escala temporal en la que la mayoría de sus fenómenos ecológicos sucede? Un Ecosistema tiene una temporalidad que está fuera del alcance de nuestra vida. Un bosque húmedo tropical tiene un período de regeneración que dura varias décadas y en muchos casos supera los 150 años. Los ciclos climáticos pueden ser cortos, pero muchos fenómenos como el fenómeno del Niño tienes ciclos que se repiten cada 70-80 años. Al mismo tiempo la ciencia tiene un enfoque reduccionista, esto es que vemos los sistemas analizando parte por parte. Primero tratamos de entender cómo crecen los árboles, cómo se comportan los animales, la forma de actuar del agua, el aire, etc. Luego tratamos de poner toda esta información junta y explicar como se complementan unos a otros. Es justo en este punto donde surge en muchos casos un conflicto de escalas, es decir una incompatibilidad al momento de unir las piezas. Este problema afecta tanto a los científicos como a al público en general. Hace algún tiempo vi programa en televisión sobre una civilización que dio origen más tarde a los Incas. Se supone que esta civilización creo uno de los centros más grandes de América del Sur. Sin embargo y como en muchos otros casos, esta civilización se extinguió sin dejar rastro del porqué de su desaparición. Su lugar de asentamiento fue una planicie próxima el lago Titicaca. El agua del lago era canalizada hasta este valle y mediante un sistema muy sofisticado de riego lograron producir suficiente comida como para crecer y mantener un imperio de grandes proporciones. Aparentemente cercano al tiempo de extinción de esta civilización hubo un período de gran sequía que duro algo más de 70 años. Los niveles del Titicaca bajaron al punto que casi se secó y los pobladores del valle vieron su suerte cambiar al punto de que tuvieron que abandonar la ciudad. Sí estas personas hubiesen tenido la capacidad de prever el futuro, a lo mejor hubiesen escapado su fatídica suerte. Lo expuesto presenta un visión muy pesimista y poco alentadora de lo que nos espera. Gerlach, una antropólogo de la Universidad de Minnesota, nos decía en una de mis clases que los seres humanos no tienen la capacidad de planificar a futuro en gran parte por las razones expuestas anteriormente. Desgraciadamente las palabras del profesor Gerlach vienen a mi mente una y otra vez cuando veo las decisiones que toman nuestros gobernantes cuando tenemos el ambiente de por medio. Es imprescindible que fijemos nuestras escalas en forma adecuada. La definición de Ecosistema en el texto nos ayuda a comprender la magnitud de esta palabra. Una vez que definimos el término nos queda la difícil tarea de definir un ecosistema en la naturaleza. Este trabajo puede ser muy frustrante ya que los límites de un ecosistema son casi imposible de marcar geográficamente. Muchas veces utilizamos la vegetación como un indicador de los límites de un ecosistema, pero al final, dependerá mucho de las decisiones subjetivas del investigador. A medida que descendemos en nuestra escala podemos apreciar que un ecosistema está conformado por un conjunto de comunidades. Las comunidades están integradas por poblaciones de varias especies. Por ejemplo el Ecosistema Páramo está conformado por las comunidades de plantas y animales que interactúan en la zona comprendida entre las nieves perpetuas y el lugar donde deja de crecer el Bosque Alto Andino. Algunas de las poblaciones características de esta zona son los pajonales, los almohadones, conejos, zorras de páramo, venados, etc. Pero cuando hablamos de poblaciones, debemos comprender que una especie está conformada por varias poblaciones que viven en diferentes ecosistemas y diferentes lugares que pueden o no estar conectados entre sí. Si una población se mantiene aislada por mucho, mucho tiempo, dicha población evoluciona hasta convertirse en una nueva especie. Nuevamente, vemos que el fenómeno temporal pude ser muy fácil de perder de vista. Para que un proceso evolutivo genere una nueva especie por lo general se requiere de muchísimos años (siempre y cuando hablemos de organismos relativamente grandes). Las poblaciones a su vez están conformadas por un conjunto de organismos que interactuan entre sí dentro de su hábitat. Los factores climáticos del ecosistema afectarán a todos y cada uno de los miembros de la comunidad, pero las acciones de los miembros pueden y de hecho influyen en los factores climatológicos del sistema. Evapotranspiración Sólo a manera de ejemplo, vale la pena citar, que el bosque húmedo tropical se sabe que un 70% de la precipitación depende de un fenómeno llamado evapotranspiración. La evapotranspiración sucede cuando las plantas, por lo general los árboles, eliminan el exceso de agua por las hojas. El agua al contacto con el medio que está con una temperatura más o menos alta, se evapora y actúa como una bomba que succiona el agua del suelo y la elimina en la parte superior del bosque. Este fenómeno es claramente visible luego de una tempestad como lo podemos ver en la siguiente foto. Figura Rio tiputini Las nubes que se observan se formaron por evapotranspiración. El río que observan es el Tiputini y está en el Parque Nacional Yasuní, uno de los lugares más diversos del planeta. Control Integrado de Plagas Para terminar, vale hacer énfasis, en la sección del capítulo de hoy, que habla sobre los controles integrados de plagas. Puede ser que para muchos de ustedes este término sea nuevo, pero su aplicación no lo es. En los Estados Unidos se ha empleado control de plagas por muchos años. Ahora en nuestro país esta metodología va captando adeptos porque sirve para que las compañías reciban lo que se conoce como certificación verde. En los sistemas naturales es casi imposible encontrar plagas. Una de las razones más fuertes es que ningún sistema natural está asentado en una comunidad homogénea y monoespecífica. En otras palabras, no existen los monocultivos. Pero en la agricultura, la mayoría de personas emplean los monocultivos. Una vez que un agente patógeno se instala tiene las condiciones adecuadas para convertirse en una peste. Es como poner una pareja de ratas en un granero. Los cultivos con alta diversidad reducen en un porcentaje muy alto las probabilidades de una peste. Sí a esto se puede aumentar métodos no tóxicos para el control de plagas, se puede lograr lo que los ecologistas llaman un sistema
verde
. En algunas plantaciones de rosas están ya usando sustancias como el ajo y el ají para fumigar las plantas contra los pulgones. El Ecosistema Modelos de flujos de energía Uno de los aportes de la ecología moderna es la construcción de lo que llamamos
modelos de flujo de energía
. El texto utiliza una serie de estructuras gráficas que sirven para asignar a los diferentes componentes del ecosistema. La primera ley de la Termodinámica nos dice que la energía no se crea ni se destruye, pero si puede transformarse. Así mismo sabemos que para que se realice un trabajo es necesaria la energía. Por ejemplo, si queremos accionar un vehículo necesitamos combustible, el mismo que al combustionarse hace girar los pistones del motor y luego éstos activan la transmisión y finalmente la ruedas logrando que el carro se mueva. Hemos pasado de un tipo de energía a otra y en el proceso hemos logrado un trabajo: mover el vehículo. De igual manera, cuando vemos un ecosistema debemos buscar cual es la fuente de energía que lo activa. Sin duda tarde o temprano veremos que la principal fuente de energía en la naturaleza es el SOL. La energía del sol es capturada por la plantas mediante un maravilloso fenómeno denominado
fotosíntesis
. Las plantas no son las únicas capaces de realizar fotosíntesis. Existen bacterias y organismos unicelulares (protistas) que pueden cumplir con esta función. En realidad es mejor pensar que todo organismos que posee clorofila es capaz de realizar fotosíntesis. En este proceso, las moléculas de clorofila, gracias a su estructura, pueden captar la energía luminosa y excitar sus electrones. Cuando un electrón se excita cambia su nivel de energía. Los niveles de energía son comparables a los pisos de un edificio. La planta baja sería como la zona del núcleo del electrón y cada piso corresponde a un nivel de energía. Mientras más lejos del núcleo, mayor energía se requiere para mantenerse en dicho nivel. Otro requisito, es que para poder estar en un nivel superior, los niveles inferior tiene que estar llenos. Es como si para estar el segundo piso, el primero tiene que estar lleno. Sin embargo si se tiene la suficiente energía se puede llegar a niveles que están vacíos. Pero si los niveles inferiores no están saturados (llenos), la permanencia en el nivel superior es inestable. Por lo tanto el electrón debe regresar a su nivel original. Al regresar debe liberar energía y es justamente esta energía la que aprovecha la célula (en realidad la clorofila) para convertir un compuesto que se llama ADP (adenosín difosfato) en ATP (adenosín trifosfato). El ATP es considerado como una moneda que sirve para canjear todas las transacciones energéticas de las células. Luego éste ATP puede ser utilizado para formar compuestos orgánicos altamente energéticos como los azúcares, las grasas y las proteínas. En la ecología antigua, se solía construir una pirámide cuya base estaba constituida por los organismos fotosintéticos. En otras palabras, sin estos organismos el sistema no puede almacenar energía y se extinguiría. En los orígenes de la vida en la Tierra, estas extinciones ocurrieron varias veces hasta que un grupo de bacterias aprovecharon una mutación que les permitió hacer fotosíntesis. En este punto nació una nueva era para la Tierra. Tan importante fue este proceso, que es justamente al aparecimiento de la fotosíntesis que debemos el efecto invernadero y la presencia de oxígeno en la atmósfera. Con la presencia de oxígeno, surgieron los organismos aerobios y con ellos la vida como conocemos hoy en el planeta. Niveles Tróficos Una vez que existen organismos fotosintéticos o autótrofos que pueden crear su propio alimento y almacenarlo, podemos tener un grupo que dependa de dicha fuente de energía. A este grupo se le conoce como los consumidores primarios o herbívoros. Luego viene el grupo de los organismos que se alimentan de los comedores de plantas (o mejor dicho de fotosintetizadores o autótrofos). A este tercer grupo se le conoce como consumidores secundarios o los carnívoros. Claro está que esta es un visión muy simplista puesto que hay también organismos denominados omnívoros. Nosotros somos un ejemplo de omnívoros puesto que comemos tanto vegetales como animales. Es decir que nos desempeñamos como una combinación de herbívoro y carnívoro. Finalmente y a manera de una línea que conecta la cúspide de la pirámide con la base, están los organismos detrívoros o descomponedores. Estos organismos se encargan de devolver las sustancias orgánicas a la base de la pirámide para que el proceso se vuelva a repetir. Es decir que son los encargados de reciclar la materia orgánica. Esta materia requerirá de que otra vez se capte la energía del sol para volver a comenzar el ciclo. Interacciones de un ecosistema Macro y Micro nutrientes Me gustaría ahora expandir un poco en la visión del texto con referencia a los macro y micro nutrientes. Los macro nutrientes están conformados por el Carbono, Hidrógeno, Oxígeno y Nitrógeno (CHON). Estos son los compuestos más importantes para la vida. El carbono junto con el hidrógeno y el oxígeno forman los carbohidrados entre los cuales están los azúcares que son la forma más común de almacenar energía. La unión de azúcares simples forman el almidón en las plantas y el glucógeno en los animales. El carbono, hidrógeno y oxígeno también forman los lípidos que junto con el fósforo generan los fosfolípidos de contituyen la base de las membranas de todas las células. Finalmente los cuatro elementos forman los aminoácidos que son los bloques estructurales de las proteínas. Estos mismos elementos también forman los ácidos nucleicos que son los bloques estructurales del ADN y el ARN. Estos compuestos son la base de la herencia y gestores de la codificación de las proteínas Luego vienen los denominados micro nutrientes u oligoelementos. Son elementos químicos que son indispensables para la vida pero un pequeñísimas cantidades. Ejemplos de esto lo constituyen el Sodio, Potasio, Hierro, Manganeso, Cromo, etc. La vida en la Tierra depende también de la presencia del agua y la luz del sol. Cualquiera de estos elementos que se encuentre en altísima demanda y cuya oferta sea muy baja es considerado como un
factor limitante
. Por ejemplo, tanto las plantas como los animales dependen muchísimo de la disponibilidad del nitrógeno. A pesar de que el nitrógeno es el elemento más abundante en el aire (75% del aire es nitrógeno en estado gaseoso), los organismos vivos no lo pueden utilizar al menos que se encuentre en forma de nitritos y nitratos. En esta forma el nitrógeno es muy escaso. Más adelante veremos como los organismos han resuelto este problema. Diversidad en el Planeta Tierra Ahora bien, apenas hemos logrado catalogar entre 1.7 y 1.9 millones de organismos vivos. Es decir que sólo les hemos puesto nombres científicos a una fracción del total de organismos que cohabitan el planeta con nosotros. ¿Cuántos existen en realidad? Esta pregunta ha sido contestada en los últimos 20 años con cifras muy alarmantes. En primera instancia se había estimado que la diversidad total de planeta llegaba a unas 7 millones de especies. Investigaciones más recientes en los trópicos, y algunas de ellas en Ecuador, sugieren que la diversidad del planeta podría llegar a 100 millones de especies. Esto no sería una mala noticia, sino fuese porque al mismo tiempo estamos destruyendo esa diversidad cada día a un ritmo alarmante. Debemos recordar que los seres vivos estamos limitados por el espacio donde podemos vivir. Al fin y al cabo el planeta Tierra no es infinito, es finito y para complicar aún más las cosas, no todos los seres vivos pueden vivir en todas partes. Los seres terrestres estamos limitados a los continentes y esto es apena una cuarta parte de la superficie del planeta. Por lo tanto a mayor diversidad, menor densidad de individuos por especie. De igual modo si la diversidad es mayor, entonces la densidad será mayor. No es que en la historia de la Tierra las extinciones no han ocurrido. En efecto sabemos que los dinosaurios si extinguieron hace millones de años y de ellos solo nos quedan sus fósiles. Incluso antes de que existieran organismos pluricelulares (de más de un células), la diversidad de unicelulares sufrió varias extinciones masivas hasta casi reducirse a cero. Sin embargo, ninguna de esas extinciones parece haber ocurrido a la velocidad de la que nosotros estamos causando. Y como si esto fuera poco, la mayor diversidad del planeta existe en las zonas tropicales, como el caso del Ecuador. Es decir que toda actividad que atente contra la vida en países como el nuestro, automáticamente está afectando a la diversidad total del planeta. Dr Terry Erwin Esta imagen tomada de la National Geographic muestra al Dr. Terry Erwin del Smithsonian Institution. Erwin es un entomólogo especializado en escarabajos. Basado en sus trabajos en los trópicos ha estimado cual podría ser la diversidad total del planeta. Una de sus más recientes investigaciones lo trajo a Ecuador al parque nacional Yasuní. Las colecciones están almacenadas en la Escuela Politécnica Nacional, en el departamento de Biología. Según Erwin, debido a la falta de recursos tanto económicos como científicos, nos tomará al menos 400 años clasificar taxonómicamente todas las muestras colectadas en Yasuní y en la Estación de Biodiversidad Tiputini de la USFQ. Valor de la Biodiversidad ¿De qué sirve proteger la diversidad? Esta pregunta puede ser contestada desde muchos ángulos. Primero y el que a mi más me gusta, es el que todos tenemos derecho a la vida y no deberíamos ser nosotros quienes determinemos quien debe vivir o morir. Luego vienen las razones de tipo utilitario: La diversidad agrada a la vista y la mente, la diversidad es un recurso económico, la diversidad tiene usos potenciales para el futuro médico, tecnológico, de alimentación, etc. El texto presenta varios métodos o índices que permiten valorar la diversidad de un lugar para compararla con otros lugares. Los ecosistemas diversos mantienen ciertas cualidades que los hace muy eficientes. Por ejemplo, un ecosistema diverso rara vez es susceptible a perecer por una plaga. Tan cierto es esto que en los últimos años los agricultores están regresando a prácticas antiguas que replicaban lo que se veía en la naturaleza. Los indígenas de muchas culturas han utilizado los recursos del bosque e incluso deforestado áreas pequeñas para la producción agrícola. A estas parcelas se las conoce como
chacras
en nuestro medio. Un chacra también podría ser un tipo de jardín. Tan maravillosamente diversa es una chacra aborigen que el ojo poco educado no puede notar la diferencia entre ésta y el bosque. Por lo contrario, nosotros hemos intensificado en el sistema occidental lo que se conoce como monocultivos. Vemos con agrado un maizal o una platanera y nos molesta que se vea otro tipo de plantas creciendo entre ellas. Luego viene una plaga que se ve sobre estimulada por la abundancia de alimento y se convierte en un ciclo vicioso donde matamos la plaga, sembramos, matamos la plaga y sembramos nuevamente. Redundancia, Resistencia y Resiliencia Ahora bien, las funciones de los organismos dentro del ecosistema pueden estar repetidas. Es decir, los nichos pueden repetirse aunque las especies que los ejecuten sean diferentes. Por ejemplo, en un bosque tropical hay muchos animales que dispersan semillas. Mientras más diverso es un ecosistema, vemos que los grados de especialización se vuelven más finos. Para una gran diversidad de semillas existen una gran diversidad de dispersores. La redundancia es un término que se usa para los organismos que pueden ejercer la misma función dentro del ecosistema. Mientras mayor diversidad existe en un ecosistema, mayor es el número de especies redundantes. Esto a su vez confiere al ecosistema resistencia. La resistencia es la capacidad que tiene un ecosistema para sobreponerse a una crisis, es decir para sobrevivir a los disturbios. A la resistencia se contrapone la resiliencia que es la capacidad de un ecosistema de alcanzar un nuevo nivel de equilibrio. Ecosistema Polar Norte Deberás examinar cuidadosamente este gráfico para elaborar tu cuarto deber del curso. Este dibujo presenta los diferentes componentes del ecosistema polar norte. Sabemos que es el norte porque hay osos polares los que son endémicos del polo norte. ¿Qué grupo de organismos son los fijadores de energía? ¿Cuales son los herbívoros? ¿Cuáles son los carnívoros? ¿Existen especies redundantes? Este gráfico está representando la situación durante la primavera. ¿Qué sucederá durante el invierno? Redes ecológicas Un ecosistema redundante provee un mayor número de posibilidades evolutivas. La competencia y la colaboración entre especies se intensifica de tal modo que vemos redes de interdependencia. No podemos tirar de uno de los hilos de la red sin afectar a los demás hilos y nudos. Dependiendo de la fragilidad de la red, es posible zafar un par de nudos sin que la red se rompa, pero si tiramos con fuerza, la red colapsa. Es justamente, ésta la razón por la que les mande el deber anterior. Ahora deben regresar a su deber y determinar cuales son los puntos frágiles de su sistema. En otras palabras que sucede si retiramos uno de sus componentes. Sin duda descubrirán que existe uno o algunos elementos que son totalmente indispensables, mientras hay otros que pueden ser omitidos sin afectar al normal funcionamiento del sistema. Flujo de energía dentro de un ecosistema Energética Ecológica Cuando nos levantamos por la mañana y pensamos en todas las tareas que debemos realizar durante el día, muy rara vez pensamos en cuanta energía consumiremos. Sí esta idea se cruza alguna vez por la mente, puede ser cuando tenemos que pagar la cuenta de luz o poner gasolina al carro. Pero jamás pensamos en que debemos ingerir comida para proveer de energía al cuerpo. Peor aún, nunca consideramos como es que la energía llegó a los alimentos y en que forma la utilizaremos. Tan crucial es el flujo de energía que ni si quiera cuando dormimos dejamos de consumirla. El oxígeno nos sirve como combustionante para liberar la energía atrapada en compuestos denominados carbohidratos, proteínas o grasas. Esta últimas son las que mayor contenido energético tienen. ¿Pero cuál es la principal y primordial fuente de energía del planeta? Sí respondieron el SOL están en lo cierto. ¿Y cómo se fija esta energía en la Tierra? El milagro se lo debemos a las plantas. Gracias a la fotosíntesis, la energía del sol se almacena en las plantas como ya lo había explicado anteriormente. Luego está energía pasa al siguiente nivel trófico, es decir los herbívoros. Poco a poco llega hasta la cúspide de la cadena alimenticia donde los detrívoros procesan la última parte de la cadena. Los combustibles más utilizados (derivados del petróleo y carbón) provienen de organismos vivos que han sido sepultados por millones de años y que al explotar dichos yacimientos liberamos para beneficio humano. No es de sorprenderse entonces que estos recursos correspondan al tipo que llamamos no renovables, es decir que tienen una cantidad finita y que cuando hayamos descubierto todas las existencia se agotarán por siempre. La leyes de la Termodinámica Dentro de este contexto, es importante que comprendamos la primera y segunda ley de la termodinámica, la primera ley dice que la energía no se crea, que se transforma. Esto es cierto por lo que hemos expuesto anteriormente. Recibimos la energía del sol y la transformamos a otros tipos de energía. Pero la cantidad de energía disponible en el Universo es una sola y solo podemos pasar de una forma a otra. No podemos destruírla, tan solo transformarla. Si el Universo está hecho de materia y energía, entonces como consecuencia de este enunciado podemos decir que la materia en el universo también es constante y por lo tanto no se puede crear materia, pero si se la puede transformar. La segunda ley explica lo que sucede cuando transformamos la energía. Existen formas de energía que son de altísimo rendimiento. Pero hay otras cuyo rendimiento es casi nulo porque las moléculas que la conforman se hallan en un estado de
desorden
absoluto. A éste estado de la energía se lo conoce como entropía. Lo opuesto a la entropía se denomina entalpía. Mientras mayor grado de entropía tiene la energía, menor es su capacidad de ejecutar un trabajo. En otras palabras, cuando la energía está en estado entrópico, ya no puede ser transformada en otras formas. La materia cuya energía está entropizada o entrópica, no puede ser transformada a otros tipos de materia al menos que se invierta energía que no está entrópica. Las capas atmosféricas Pero así como la energía del sol es la principal fuente de energía, puede también ser nuestra perdición. La vida en el planeta se originó hace millones de años en un mundo de tinieblas. La luz del sol no estaba filtrada por la atmósfera, de tal modo que los rayos infrarrojos y los ultravioletas que destruyen la materia orgánica (las moléculas de los organismos vivos) penetraban libremente hasta la tierra y la superficie del mar. En las profundidades marinas, alejada del ataque de las radiación solar, apareció la vida y luego de algunas mutaciones ciertos organismos evolucionaron la capacidad de resistir la luz del sol y además de hacer fotosíntesis. En ese momento se formo una capa muy gruesa de oxígeno atmosférico. Cuando esta capa se elevó a la atmósfera, la misma luz del sol produjo una reacción química que convirtió al oxígeno molecular de dos átomos (O2) a una variedad de tres átomos que se llama OZONO (O3). El ozono tiene la peculiaridad de filtrar los rayos ultravioletas. Luego los organismos que aprendieron a utilizar el oxígeno como detonante de las reacciones respiratorias, liberaron dióxido de carbono (CO2) a la atmósfera. El CO2 a su vez formó una capa atmosférica que retenía el calor de la luz solar que era reflejado por el agua y la tierra de regreso al espacio. Este calor fue retenido a manera de invernadero. Esto le confiere a la Tierra una propiedad climatológica que la hace aparentemente única en el Universo. El debilitamiento de la capa de ozono detectado en este siglo ha creado una estado de alarma a nivel mundial. Tan grave es este fenómeno que ha provocado que por primera vez en la historia de la Naciones Unidas se firme un convenio internacional (del cual Ecuador es parte y recién lo ratificó hace un par de años) para procurar detener la destrucción de la capa de ozono. Las primeras señales de la destrucción de la capa de ozono fueron el descubrimiento de terneros y liebres que habían quedado ciegas por sobre exposición a los rayos ultravioletas. Ciertas playas, como Copacabana en Brazil, anuncian a los turistas el nivel de radiación y ponen estados de alerta para evitar que las personas se
quemen
excesivamente. En nuestro país no se ha hecho estudios para determinar que tipo de cambios se han presentado en la capa de Ozono, pero todos estaríamos de acuerdo que hoy en día es mucho más fácil quemarse con el sol especialmente en las ciudades interandinas. Esto se debe a que al estar más altos con relación al nivel del mar, las capas atmosféricas que nos protegen son menos. Desafortunadamente no sabemos todavía como recobrar las secciones de capa perdidas, pero al menos sí sabemos que debemos hacer para detener su destrucción. Debemos reducir las emisiones de cloroflurocarbonados (sustancias generadas químicamente a partir de derivados del petróleo para hacer cosas de espumaflex, ciertos gases para la refrigeración y aerosoles, y; combustibles de misiles y naves espaciales). Esta parte se ha logrado casi en su totalidad y la buena noticia es que en todo el mundo ya se pueden usar los aereosoles porque ya no tiene CFC's. La producción de metano, mayormente en los cultivos de arroz, también influye muchísimo en la destrucción de esta capa. Como verán, no importa quién genera la contaminación, puesto que el daño es para todos. Por ahora se han descubierto dos huecos relativamente grandes sobre las regiones polares. Estos huecos son evidentes en las fotos tomadas por las sondas enviadas por la NASA para investigar los planetas del sistema solar. Aunque la reciente película documental de Al Gore anuncia que los hoyos en la capa de ozono ya están rectificados, al parecer es muy pronto para dicho anuncio. Niveles tróficos Resulta que de toda la energía que llega del sol a la Tierra no puede ser aprovechada. Una gran parte es reflejada por los mares a manera de un espejo. Los polos con su capa de hielo ayudan también en este efecto. Algo de dicha energía calienta el agua del mar y crea las corrientes marinas y los vientos que mueven las nubes. Es por esto que apenas un 10% de la energía que llega de sol puede ser aprovechada por los autótrofos, es decir por las plantas y otros organismos fotosintéticos como algas y bacterias para hacer fotosíntesis. Con ese 10% que captan tienen que realizar todas sus funciones y almacenar algo de energía que es utilizada por el siguiente grupo, los herbívoros. A su vez, los herbívoros sólo pueden aprovechar el 10% de la energía almacenada por los autótrofos, de tal suerte que su densidad tiene por simple aritmética que ser menor. De la energía que ellos logran almacenar, a su vez, sólo el 10% puede ser aprovechada por el siguiente nivel trófico, es decir, los carnívoros. Es por esta ley del 10% en muchos textos se habla de una pirámide alimenticia. El texto nos presente este problema como una cadena, lo cual es más adecuado por cuanto los detrívoros son díficiles de ubicar en la cúspide de la pirámide . Mientras más arriba en la pirámide se ubica un organismo, menor será su densidad. Esto no es cierto para los organismos descomponedores, puesto que ellos aprovechan la energía de todos los niveles y devuelven las materias primas a la base de la pirámide. Tanto en biomasa como en número representan una cantidad mayor a la de los heterótrofos más especializados, es decir los carnívoros de carnívoros. Niveles tróficos Ahora, y para deprimirlos un poco, resulta que la segunda ley de la termodinámica nos dice que la materia en el Universo tiende hacia el desorden, es decir hasta alcanzar un nivel alto de entropía y una vez que alcanza este nivel ya no puede ser utilizada para hacer ningún trabajo. Para lograr sacar a la materia de dicho estado se requiere de la inversión de más energía y sí dicha energía no está disponible, entonces se entra en un punto muerto. La basura, en otras palabras la contaminación, es un ejemplo de sistemas entrópicos. De ahí que para recuperar un sistema contaminado, necesitamos invertir grandes cantidades de energía. La eficiencia industrial no sólo que nos beneficia a largo plazo, sino que reduce los costos de producción a corto plazo. Desafortunadamente, esto no es apreciado por la mayoría de personas que están en el sector industrial, en especial en los países en vías de desarrollo. Reciclaje de la materia orgánica La
sabia
naturaleza una vez más nos demuestra cuál es el camino a seguir. Regresemos a ver el rol de los detrívoros. Cuando caminamos por un bosque maduro es imposible encontrar
basura
. Lo que es desecho en una parde del bosque se convierte en materia prima para otro grupo de organismos. Existe un constante proceso de reciclaje. Un árbol que muere es procesado por una cadena de descomponedores que liberan toda la energía que estaba contenida en el árbol y la utilizan para su propio beneficio. Pero no solo que la energía es liberada, pero la materia que estaba ordenada se cambia poco a poco en moléculas más pequeñas hasta llegar a convertirse en los materiales que utilizará una semilla que esté germinando. A medida que la semilla se desarrolla ocupará la energía del sol para regresar a un estado de ordenamiento mucho más complejo que la unión de sus partes. Implicaciones del malgasto de energía El siguiente problema a tratarse es como administramos las fuentes de energía. Sí la cantidad de luz del sol que se fija en las plantas es apenas el 10% y la que pueden pasar los herbívoros a los carnívoros es apenas de un 10% del 10%, entonces vemos que los humanos somos poco eficientes. Gastamos en la actualidad una cantidad obscena de energía para la agricultura. La mecanización (que surgió a partir de la revolución verde) depende del consumo de combustibles, principalmente derivados del petróleo, con lo que la producción de granos no sólo utiliza el sol, pero petróleo para sembrar y cosechar. Luego viene el hecho de que se añaden muchos suministros químicos como herbicidas, pesticidas, fungicidas y abonos inorgánicos. Para la producción de éstos también se utilizó algún tipo de energía. Luego viene el proceso de almacenamiento y distribución del producto, lo que requiere nuevamente de energía del petróleo. Hasta aquí no hay nada de malo. Pero cuando vemos que los dos países que producen la mayor cantidad de granos en el mundo (Rusia y Estados Unidos), a su vez están gastando más del 45% de la producción de granos para alimentar al ganado vacuno, ya vemos que existe un problema. Luego vemos que muchas de las vacas terminan convertidas en alimento para perro y gatos, entonces el problema es aún mayor. Otro problema es que al rededor del mundo se pierde sobre el 20% de la producción de granos por problemas post-cosecha, principalmente en los silos. Las corrientes europeas y norteamericanas que promueven el
vegetarianismo
pueden tener mucha razón en su propuesta. Los sistemas humanos, es decir las ciudades, dependen de otras fuentes de energía que no son el sol. Esto hace que los sistemas citadinos no sean, ecologicamente hablando, eficientes. Es más somos sistemas que sólo reciben pero no dan nada a cambio. Desde el punto de vista ecológico, las ciudades son parásitos y mientras no cambiemos las actitudes de todos, seguiremos siendo altamente dependientes y vulnerables. VALORNOTAEQUIVALENCIAMAYOR O IGUAL A 90AEXCELENTEENTRE 80Y 90BMUY BUENAENTRE 70 Y 80CBUENOENTRE 60 Y 70DREGULARMENOR DE 60FPIERDE