ECOLOGÍA I UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ Vicerrectorado de Investigación "ECOLOGÍA I" TINS Básicos INGENIERÍA INDUSTRIAL, INGENIERÍA DE SISTEMAS, INGENIERÍA ELECTRÓNICA, INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIONES, CONTABILIDAD TEXTOS DE INSTRUCCIÓN BÁSICOS (TINS) / UTP Lima - Perú 1 ECOLOGÍA I © ECOLOGÍA I Desarrollo y Edición: Vicerrectorado de Investigación Elaboración del TINS: • M Sc Liliana Sumarriva Bustinza • M Sc Rina Carhuaz Ambía Diseño y Diagramación: Julia Saldaña Balandra Soporte académico: Instituto de Investigación Producción: Imprenta Grupo IDAT Queda prohibida cualquier forma de reproducción, venta, comunicación pública y transformación de esta obra. 2 ECOLOGÍA I “El presente material contiene una compilación de contenidos de obras de Ecología publicadas lícitamente, resúmenes de los temas a cargo del profesor; constituye un material auxiliar de enseñanza para ser empleado en el desarrollo de las clases en nuestra institución. Éste material es de uso exclusivo de los alumnos y docentes de la Universidad Tecnológica del Perú, preparado para fines didácticos en aplicación del Artículo 41 inc. C y el Art 43 inc. A., del Decreto Legislativo 822, Ley sobre Derechos de Autor”. 3 ECOLOGÍA I 4 ECOLOGÍA I PRESENTACIÓN Impulsado por los acontecimientos aceleradamente cambiantes, llenos de riesgo e incertidumbre y globalizantes de estas décadas, y la necesidad de preservar la vida, surge esta obra en torno al aprendizaje de la Ecología, elaborado para estudiantes de todas las Carreras de la UTP. El esfuerzo síncrono de autoridades y profesores ha permitido concluir, en su primera fase, la preparación del presente Texto de Instrucción (TINS), cuyo contenido será de complementación de los conocimientos decantados en clase. La estructura de su contenido permitirá la enseñanza-aprendizaje de manera progresiva, modelado en función del syllabi de la asignatura de los currícula de las diferentes Carreras; contenido elaborado mediante un proceso acucioso de recopilación de temas pertinentes, consistentes y actualizados; concurrente al espíritu y sentimientos de estos tiempos. El presente texto, de carácter expositivo de temas atinentes a la Ecología, para quienes se inician en el aprendizaje de los temas correspondientes a la Asignatura, ha sido posible gracias al esfuerzo central de las Profesoras: M Sc Liliana Sumarriva B e M SC Rina Carhuaz Ambía. 5 ECOLOGÍA I Profesoras de notable experiencia docente y ejecutoria profesional que a lo largo de esta primera década de la Universidad, han venido exponiendo temas de su competencia, decantados en el quehacer académico del desarrollo de las Asignaturas de Ecología. Vicerrectorado de Investigación 6 ECOLOGÍA I INDICE INTRODUCCIÓN .............................................................................. 11 ECOLOGÍA ........................................................................................ 15 MEDIO AMBIENTE ............................................................................ 19 ATMÓSFERA...................................................................................... 23 CLIMA................................................................................................ 39 HUMEDAD ........................................................................................ 43 EL AGUA ........................................................................................... 47 LITOSFERA......................................................................................... 65 SUELO ............................................................................................... 81 NUTRIENTES ..................................................................................... 111 ESPECIE .............................................................................................. 123 ECOSISTEMA ..................................................................................... 137 BIODIVERSIDAD ............................................................................... 159 BIOÉTICA........................................................................................... 171 GESTIÓN AMBIENTAL....................................................................... 179 COSTOS ECOLÓGICOS Y LEGISLACIÓN AMBIENTAL..................... 191 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................... 199 7 ECOLOGÍA I 8 ECOLOGÍA I DISTRIBUCIÓN TEMÁTICA Clase N° 1 2 3 4 5 6 7 8 Tema Introducción a la Ecología Conceptos generales de ecología. Clasificación de la Ecología Medio Ambiente Características y componentes Factores limitantes La Atmósfera y vida Composición y estructura. Factores Climáticos El clima Zonas climáticas. Humedad y Corriente del niño El agua Características. Ciclo hidrológico Factores limitantes. Temperatura, oxigeno disuelto, salinidad. Aguas continentales. Aguas marinas. Características. Océanos Litosfera Estructura y composición Procesos geológicos. Tectónica de placas. Erosión El Suelo Composición Factores de formación del suelo Perfil del suelo Nutrientes Ciclo biogeoquímicos. Ciclo del Carbono, Nitrógeno, Fósforo, Azufre. Semana 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Seminarios – Discusión 9 10 EXAMEN 10 PARCIAL 9 ECOLOGÍA I 11 12 y 13 14 Especie Características Habitat y nicho ecológico Ecosistema Características. Comunidad Relaciones tróficas, productores, consumidores. Relación cazador – presa Relaciones no tróficas Competencia, comensalismo, mutualismo, cooperación, parasitismo, simbiosis Biodiversidad Clasificación Conservación y preservación 11 12 y 13 14 15 Bioética Valores morales 15 16 Gestión ambiental 16 17 Costos ecológicos y Legislación ambiental Evaluación de costos ecológicos Costeo ecológico en proyectos de inversión 17 18 Seminario - Repaso 18 19 EXAMEN FINAL 19 10 ECOLOGÍA I INTRODUCCION La ecología es algo más que la suma de conocimientos sobre ciencias naturales que brinda la educación tradicional. La ecología es una ciencia holistica porque representa un enfoque global que descifra no sólo, las interacciones de los seres vivos entre sí (incluido el ser humano) con los factores del medioambiente, sino también, descifra la forma en que la naturaleza siempre ha estado ligada a los modelos de desarrollo económico de las diferentes sociedades humanas y por lo tanto al desarrollo sociocultural en el curso de la historia. Por falta oportuna de estos conocimientos, hoy nos encontramos ante el panorama generalizado de degradación de recursos naturales básicos, que tienden a poner en peligro el bienestar del hombre y otros seres vivos. En el pasado, los seres humanos pensaban que los recursos naturales eran inagotables, que siempre se renovarían rápidamente por sí mismos y pretendían que era posible dominar y explotar la Naturaleza, sin tomar medidas para protegerla y reponer los recursos que nos brinda. Bajo esta concepción, desde hace milenios hombres y mujeres han trabajado y modificado el medio ambiente, utilizando técnicas y herramientas cada vez más especializadas; pero en los últimos dos siglos su acción se ha multiplicado, debido al aumento de la población humana y al uso del potencial científico y tecnológico. Como consecuencia, hoy nos encontramos ante un panorama poco alentador. La erosión y pérdida de fertilidad del suelo, la contaminación del 11 ECOLOGÍA I agua y de la atmósfera, la destrucción de bosques y la desaparición de especies vegetales y animales tienen graves consecuencias para el ambiente y para nuestra vida. Ante esta realidad, recientemente se ha formulado el concepto de Desarrollo Sostenible, por el cual se propone hacer uso de los recursos naturales sin deteriorar los mecanismos y procesos naturales que sustentan la vida en la tierra, ni el suministro de recursos que sustentan las economías de las generaciones actuales y las futuras. El primer paso para enfrentar esta realidad, es entender que el manejo sostenible de los recursos naturales es un esfuerzo que va más allá de las posibilidades individuales: debe ser un compromiso adquirido por toda la comunidad. Es fundamental que todos podamos, por un lado, conocer los niveles funcionales básicos de la naturaleza y aprender a verla como un macrosistema formado por varios subsistemas que interaccionan entre sí, donde al ocurrir una falla en esas interacciones surgen los problemas ambientales. Y por otro lado, adquirir los valores y actitudes que contribuyan a la protección del medioambiente. Como resultado de esta inquietud, se han desarrollado numerosos estudios e investigaciones que han acumulado valiosa y cuantiosa información posible de ser utilizada en los diversos procesos ecológico-educativos. Sin embargo, existe una amplia brecha entre la información disponible y la utilizada por los docentes de diversos niveles, lo que contribuye a una falta de congruencia entre lo que se sabe, se enseña y se aprende. 12 ECOLOGÍA I El presente documento pretende ser un instrumento de formación en educación ecológica de futuros profesionales que se vienen forjando para las labores en los medios de comunicación, administración pública, áreas de la ingeniería, el derecho y para todos los interesados en el uso sostenible de los recursos naturales. El propósito principal es contribuir al conocimiento analítico del medioambiente, aprender a razonar de acuerdo a la lógica de los procesos naturales y poder comprender los problemas ambientales, sus causas y ser capaz de formular alternativas de solución efectiva. Asimismo el presente trabajo intenta: • Proporcionar al estudiante conocimientos básicos acerca del funcionamiento de los procesos naturales que aun antes del surgimiento de la especie humana, han hecho posible la vida en la tierra. • Promover en el estudiante la adquisición de criterios técnicos y valorativos frente a diversos eventos ecológicos que inciden en la economía. • Ampliar la sensibilidad y percepción de los problemas ecológicos y fomentar una actitud positiva hacia la tarea de prevenirlos o repararlos. • Brindar conocimientos esenciales sobre los problemas ambientales, sus problemas y posibles soluciones. Los objetivos didácticos de este documento se sintetizan en las siguientes líneas y consiguiente esquema: 13 ECOLOGÍA I • Explicar conceptos básicos sobre ecología y brindar la información necesaria y apropiada. • Plantear los problemas existentes para generar el hábito de reflexionar y dialogar dentro del aula. • Proponer algunas soluciones que estimulen y hagan factibles el criterio de protección y uso sostenible de los recursos naturales. 14 ECOLOGÍA I ECOLOGÍA Ecología: estudio de la relación entre los organismos y su medio ambiente físico y biológico. El medio ambiente físico incluye la luz y el calor o radiación solar, la humedad, el viento, el oxígeno, el dióxido de carbono y los nutrientes del suelo, el agua y la atmósfera. El medio ambiente biológico está formado por los organismos vivos, principalmente plantas y animales. Actualmente vivimos en una sociedad industrial altamente compleja. Gracias a la ciencia se tiene los avances en medicina, agricultura, electrónica, informática, química, etc. Los adelantos han sido tan grandes que se ha producido una auténtica revolución. Pero en la segunda mitad del siglo XX nos hemos encontrado, de forma un tanto inesperada, con una situación nueva. Los grandes avances científicos han traído serios problemas. La civilización científica y técnica ha ido alterando el ambiente de una forma tan poderosa que ha llegado a ser amenazante para el equilibrio del planeta. Los problemas ambientales han pasado a ser protagonistas de la vida social y política en estos últimos decenios. Conocerlos bien, con rigor científico, es una necesidad para cualquier ciudadano. Los seres vivos, los ecosistemas, el conjunto de la biósfera, la Tierra, el Universo, son sistemas complejos en los que se establecen infinidad de relaciones entre sus componentes. Cuando introducimos una modificación 15 ECOLOGÍA I en uno de estos sistemas no es fácil predecir cuales van a ser las consecuencias. No son sistemas simples en los que cuando movemos una palanca podemos predecir el resultado con exactitud. Por eso, en el estudio de los problemas ambientales se unen muchas ciencias distintas: Biología, Geología, Física y Química; otras ciencias positivas son imprescindibles para su estudio, pero también lo son la economía, el derecho, la religión, la ética, la política y otras ciencias sociales. En la problemática ambiental va a ser muy frecuente no encontrar soluciones únicas a las dificultades. A veces habrá un abanico de soluciones y en otras ocasiones no habrá ninguna clara y habrá que elegir la que mejor se adapte a las circunstancias en las que nos encontramos. Sería un grave error estudiar las ciencias ambientales como si fueran un conjunto de recetas claras a unos problemas perfectamente definidos. Son, más bien, una oportunidad de discutir, consensuar y probar diferentes soluciones y formas de enfrentarse con el problema, después de conocer bien todos los hechos que afectan al problema que estemos analizando. LEYES DE LA ECOLOGíA • Primera Ley de la ecología (o principio de colateralidad. Del Biólogo Garret Hardin) “Nunca es posible hacer únicamente una cosa” Cualquier intromisión en la naturaleza tiene numerosos efectos colaterales, muchos de los cuales son irreversibles. 16 ECOLOGÍA I • Segunda Ley de la ecología (o principio de Interrelación) “Todo está interrelacionado y entremezclado con todo” • Tercera Ley de la ecología (o principio de la no interferencia) “Toda sustancia que se produzca no debe interferir con ninguno de los ciclos biogeoquímicos naturales de la tierra” 17 ECOLOGÍA I 18 ECOLOGÍA I MEDIO AMBIENTE El medio ambiente es el conjunto de componentes físicos, químicos, biológicos y sociales capaces de causar efectos directos o indirectos, en un corto o largo plazo, sobre los seres vivos y las actividades humanas. (Definición de la Conferencia de las Naciones Unidas sobre Medio Ambiente en Estocolmo 1972). CARACTERISTÍCAS Y COMPONENTES La atmósfera, que protege a la Tierra del exceso de radiación ultravioleta y permite la existencia de vida es una mezcla gaseosa de nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, dióxido de carbono, vapor de agua, otros elementos y compuestos, y partículas de polvo. Calentada por el Sol y la energía radiante de la Tierra, la atmósfera circula en torno al planeta y modifica las diferencias térmicas. El suelo es el delgado manto de materia que sustenta la vida terrestre. Es producto del clima, de la roca madre, como las morrenas glaciares y las rocas sedimentarias, y de la vegetación. De todos ellos dependen los organismos vivos, incluyendo los seres humanos. Las plantas se sirven del agua, del dióxido de carbono y de la luz solar para convertir materias primas en carbohidratos por medio de la fotosíntesis; la vida animal, a su vez, depende de las plantas en una secuencia de vínculos interconectados conocida como red trófica. 19 ECOLOGÍA I Por lo que se refiere al agua: AGUA % SE ENCUENTRA 97 Océano 2 Hielo 1 Aguas subterráneas, ríos, lagos, humedad atmosférica FACTORES LIMITANTES Los factores ambiéntales se clasifican en bióticos y abióticos: a. Factores Bióticos; son los seres vivos. Entre ellos tenemos: • La vegetación, que es el conjunto de plantas como proveedora de oxígeno y alimentos. • Densidad poblacional, o sea la concentración de los individuos de una misma especie o de diferentes especies en un espacio o área determinada. • Los seres humanos, que tienen influencia sobre el medio ambiente por el aumento de la población y el desarrollo de la tecnología. • Relaciones entre los organismos, cuando son de la misma especie se denominan relaciones intra específicas y cuando son de diferentes especies se tienen las relaciones Ínter específicas. b. Factores Abióticos; son los no vivos o inanimados; entre ellos se tiene: 20 ECOLOGÍA I • Los factores sidéricos, son las características de la tierra, sol, luna, planetas y de las estrellas que actualmente estudia la “cosmobiología” que tienen importancia para los seres vivos. • Los factores eco geográficos, son las características especificas de un paisaje natural. • Factores físico-químicos son las características físicas y químicas del ambiente y determina una parte importante en las relaciones ambientales. PROBLEMAS MEDIO AMBIENTALES El ser humano, apareció tardíamente en la historia de la Tierra, pero ha sido capaz de modificar el medio ambiente con sus actividades. Aunque, al parecer, los humanos hicieron su aparición en África, no tardaron en dispersarse por todo el mundo. Gracias a sus peculiares capacidades mentales y físicas, lograron escapar a las constricciones medioambientales que limitaban a otras especies y alterar el medio ambiente para adaptarlo a sus necesidades. Aunque los primeros humanos sin duda vivieron más o menos en armonía con el medio ambiente, como los demás animales, su alejamiento de la vida salvaje comenzó en la prehistoria, con la primera revolución agrícola. La capacidad de controlar y usar el fuego les permitió modificar o eliminar la vegetación natural; y la domesticación y pastoreo de animales herbívoros llevó al sobre pastoréo y a la erosión del suelo. El cultivo de plantas originó también la destrucción de la vegetación natural. La demanda de leña condujo a la denudación de montañas y al agotamiento de bosques enteros. Los animales salvajes se 21 ECOLOGÍA I cazaban por su carne y eran destruidos en caso de ser considerados plagas o depredadores. Mientras las poblaciones humanas siguieron siendo pequeñas y su tecnología modesta, su impacto sobre el medio ambiente fue solamente local. No obstante, al ir creciendo la población mejorando y aumentando la tecnología, aparecieron problemas más significativos y generalizados. El rápido avance tecnológico producido tras la edad media culminó en la Revolución Industrial, que trajo consigo el descubrimiento, uso y explotación de los combustibles fósiles, así como la explotación intensiva de los recursos minerales y recursos renovables de la Tierra. Fue con la Revolución Industrial cuando los seres humanos empezaron realmente a cambiar la faz del planeta, la naturaleza de su atmósfera y la calidad de su agua. Hoy, la demanda sin precedentes a la que el rápido crecimiento de la población humana y el desarrollo tecnológico someten al medio ambiente está produciendo un declive cada vez más acelerado en la calidad de éste y en su capacidad para sustentar la vida, y se manifiesta a través del excesivo: 22 • Dióxido de Carbono. • Deposición ácida. • Hidrocarburos clorados. • Radiación. • Pérdida de tierras vírgenes. • Erosión del suelo. • Demanda de agua y aire. • Pérdida de la biodiversidad. ECOLOGÍA I ATMOSFERA ATMÓSFERA Y VIDA La vida depende de la atmósfera. El oxígeno, el dióxido de carbono, la humedad atmosférica, son imprescindibles para el desarrollo de los organismos. Pero sin olvidar que la atmósfera que conocemos en la Tierra ha sido, a su vez, construida en gran parte con la actividad de los seres vivos. Si no fuera por la fotosíntesis no habría oxígeno; y el equilibrio actual de gases como el oxígeno, dióxido de carbono y vapor de agua dependen estrechamente de los seres vivos, de su respiración, de la fotosíntesis y de la transpiración. Otro componente atmosférico de gran trascendencia es el ozono. No se encuentra en la troposfera sino en la estratosfera y es vital para detener las mortales radiaciones ultravioletas. Es muy probable que hasta que no hubieron pasado los años suficientes para que esta capa de ozono se formara, la vida en la superficie, fuera del agua, hubiera estado totalmente impedida por la llegada sin freno de las letales radiaciones. FORMACIÓN La atmósfera es la envoltura gaseosa que rodea a la Tierra. Comenzó a formarse hace unos 4600 millones de años con el nacimiento de la Tierra. La mayor parte de la atmósfera primitiva se habría perdido en el espacio, pero nuevos gases y vapor de agua se habrían liberado de las rocas que forman nuestro planeta. 23 ECOLOGÍA I La atmósfera de las primeras épocas de la historia de la Tierra habría estado formada por vapor de agua, dióxido de carbono (CO2) y nitrógeno, junto a muy pequeñas cantidades de hidrógeno (H2) y monóxido de carbono pero con ausencia de oxígeno. Seguramente era una atmósfera ligeramente reductora hasta que la actividad fotosintética de los seres vivos introdujo oxígeno y ozono (a partir de hace unos 2 500 o 2000 millones de años) y hace unos 1000 millones de años la atmósfera llegó a tener una composición similar a la actual. También ahora los seres vivos siguen desempeñando un papel fundamental en el funcionamiento de la atmósfera. Las plantas y otros organismos fotosintéticos toman CO2 del aire y devuelven O2, mientras que la respiración de los animales y la quema de bosques o combustibles realiza el efecto contrario: retira O2 y devuelve CO2 a la atmósfera. COMPOSICIÓN Los gases fundamentales que forman la atmósfera son: % (en vol) Nitrógeno 78.084 Oxígeno 20.946 Argón 0.934 CO2 0.033 Otros gases de interés presentes en la atmósfera son el vapor de agua, el ozono y diferentes óxidos de nitrógeno, azufre, etc. 24 ECOLOGÍA I También hay partículas de polvo en suspensión como, por ejemplo, partículas inorgánicas, pequeños organismos o restos de ellos. Muchas veces estas partículas pueden servir de núcleos de condensación en la formación de nieblas (smog o neblumo) muy contaminantes. Los volcanes y la actividad humana son responsables de la emisión a la atmósfera de diferentes gases y partículas contaminantes que tienen una gran influencia en los cambios climáticos y en el funcionamiento de los ecosistemas, como veremos. Cúpula de polvo sobre una ciudad Los componentes de la atmósfera se encuentran concentrados cerca de la superficie, comprimidos por la atracción de la gravedad y, conforme aumenta la altura la densidad de la atmósfera disminuye con gran rapidez. En los 5,5 kilómetros más cercanos a la superficie se encuentra la mitad de la masa total y antes de los 15 kilómetros de altura está el 95% de toda la materia atmosférica. La mezcla de gases que llamamos aire mantiene la proporción de sus distintos componentes casi invariable hasta los 80 km de altura, aunque cada vez más enrarecido (menos denso) conforme vamos ascendiendo. A partir de los 80 km la composición se hace más variable. 25 ECOLOGÍA I ESTRUCTURA Atendiendo a diferentes características la atmósfera se divide en: • La troposfera, que abarca hasta un límite superior llamado tropopausa que se encuentra a los 9 Km en los polos y los 18 km en el ecuador. En ella se producen importantes movimientos verticales y horizontales de las masas de aire (vientos) y hay relativa abundancia de agua, por su cercanía a la hidrosfera. Por todo esto es la zona de las nubes y los fenómenos climáticos: lluvias, vientos, cambios de temperatura, etc. Es la capa de más interés para la ecología. En la troposfera la temperatura va disminuyendo conforme se va subiendo, hasta llegar a -70ºC en su límite superior. • La estratosfera comienza a partir de la tropopausa y llega hasta un límite superior llamado estratopausa que se sitúa a los 50 kilómetros de altitud. En esta capa la temperatura cambia su tendencia y va aumentando hasta llegar a ser de alrededor de 0ºC en la estratopausa. Casi no hay movimiento en dirección vertical del aire, pero los vientos horizontales llegan a alcanzar frecuentemente los 200 km/hora, lo que facilita que cualquier sustancia que llega a la estratosfera se difunda por todo el globo con rapidez, que es lo que sucede con los clorofluoro carbonoso CFC que destruyen el ozono. En esta parte de la atmósfera, entre los 30 y los 50 kilómetros de altura, se encuentra el ozono que tan importante papel cumple en la absorción de las dañinas radiaciones de onda corta. • La ionosfera y la magnetosfera se encuentran a partir de la estratopausa. En ellas el aire está tan enrarecido que la densidad es muy baja. Son los lugares en donde se producen las auroras boreales 26 ECOLOGÍA I y en donde se reflejan las ondas de radio, pero su funcionamiento afecta muy poco a los seres vivos. Estructura de la atmósfera FACTORES CLIMÁTICOS Clima, efecto a largo plazo de la radiación solar sobre la superficie y la atmósfera de la Tierra en rotación. El modo más fácil de interpretarlo es en términos de medias anuales o estacionales de temperatura y precipitaciones. 27 ECOLOGÍA I CLIMAS LOCALES En las distintas regiones o localidades hay una gran variación de tipos de clima que no se pueden explicar si atendemos sólo a las grandes zonas climáticas. Esto sucede por la importante influencia de la distribución de las masas de tierra y de agua, de montañas y de vegetación en el clima, asi como el de las estaciones: a) Influencia de las masas de agua.- El agua tiene una gran capacidad de almacenar calor, por su elevado calor específico, y durante el día o en verano toma calor que luego libera por la noche o en la estación fría. Por esto las zonas costeras disfrutan de un clima suave, sin bruscas variaciones de temperatura. Las brisas que se forman en las zonas costeras desempeñan un importante papel en esa modificación de las temperaturas. Durante el día soplan del mar a la tierra, trayendo aire fresco, mientras que por la noche lo hacen de la tierra al mar. Las corrientes marinas tienen también un gran influencia en el clima de las zonas costeras que bañan. Por ejemplo, la corriente del Golfo que es cálida, hace más suave y más húmedo el clima de toda la Europa atlántica. Las corrientes frías provocan un clima más frío y brumoso, aunque no siempre más lluvioso; por ejemplo, cerca de los trópicos facilitan la aparición de zonas desérticas costeras. b) Influencia de las montañas.- Cuando las masas de aire que vienen del océano cargadas de humedad se encuentran con el obstáculo de 28 ECOLOGÍA I las montañas, ascienden para poder sobrepasarlas. Al ascender se enfrían por lo que pueden admitir menos vapor de agua y parte del que llevan se convierte en nubes y se producen precipitaciones. Así las laderas de las montañas que reciben habitualmente aire del océano son húmedas. Pero cuando el aire sobrepasa las montañas cae hacia niveles más bajos, produciéndose el efecto contrario. Puede contener más agua en forma de vapor por lo que las nubes desaparecen y esas laderas de la montaña reciben mucha menos lluvia. Este efecto, denominado Foehn, es el responsable de las grandes diferencias de pluviosidad que se producen entre zonas muy cercanas de la península Ibérica, por ejemplo entre el sur y el norte de los Pirineos o de la cordillera Cantábrica. Efecto Foehn: Influencia de las montañas. c) Influencia de la vegetación.- Las plantas toman agua por sus raíces y la transpiran, en forma de vapor, por sus hojas. De esta forma contribuyen a aumentar de forma muy significativa los niveles de evapotranspiración y se ha comprobado que cuando en algunas 29 ECOLOGÍA I zonas de selva tropical se ha producido la tala de grandes extensiones de árboles, al subir menos vapor de agua del suelo a la atmósfera, se han producido notables alteraciones climáticas, disminuyendo las lluvias en ese lugar. d) Influencia de las estaciones El otro movimiento principal de la Tierra es el de traslación alrededor del sol. En este movimiento sigue un recorrido (órbita) en forma de elipse casi circular. Prácticamente en el centro de la elipse se encuentra el sol y al plano que la contiene se le llama plano de la eclíptica. Dar una vuelta completa alrededor del sol le cuesta a la Tierra 365,2422 días. Las estaciones están provocadas porque el eje de rotación de la Tierra no es perpendicular respecto al plano de la eclíptica, sino que tiene una inclinación de 23º 27’, para el hemisferio Norte se tiene las estaciones. 30 ECOLOGÍA I MOVIMIENTO DE TRASLACIÓN Las estaciones son ciclos anuales que dependen de la inclinación de la Tierra respecto a su órbita alrededor del Sol. La Tierra tarda un año de 365,25 días en completar una vez su órbita solar. El eje de rotación de la Tierra no es perpendicular al plano que forma su órbita solar sino que tiene una inclinación de 23° 27'. Dependiendo de la posición orbital de la Tierra, el Hemisferio norte o el Hemisferio sur están más orientados hacia el Sol y, por tanto, reciben más directamente la radiación solar. La inclinación de la Tierra con respecto al Sol ha provocado tremendos cambios en el aspecto físico del planeta, en la flora, en la fauna y en los hombres. 31 ECOLOGÍA I SOLSTICIO El inicio del verano y el del invierno astronómicos se dan con un solsticio. En los solsticios el sol se halla en alguno de los dos trópicos, el de Cáncer (21 a 22 d Junio) o el de Capricornio (21 a 22 de Diciembre). En los solsticios se produce la máxima diferencia entre la duración del día y la noche. Solsticio significa "Sol inmóvil", "sol quieto" o "Sol en su máximo" y se la debemos a los romanos, en esos momentos el Sol cambia muy poco su declinación de un día a otro y parece permanecer en un lugar norte o sur del ecuador celeste. El movimiento de la Tierra sobre el eje de la Eclíptica determina los solsticios y los equinoccios. 32 ECOLOGÍA I EL SOLSTICIO DE INVIERNO EN LA ANTIGUEDAD El día más corto del año, ha sido observado por todos los pueblos de la antigüedad; en Inglaterra está Stonehenge, un yacimiento formado por círculos de piedras; o, en Irlanda, Newgrange, una tumba en la que entra el Sol en el solsticio de invierno. Egipcios, Aztecas, Mayas, Incas y más tarde los Templarios, levantaron sus templos siguiendo la orientación del Astro Rey. Tras el solsticio de invierno, los días se vuelven más y más largos. Según un pensamiento chino antiguo, el yang, las cosas positivas se vuelven más abundantes pasado este día, por lo que debe celebrarse. El Solsticio de Invierno se convirtió en una fiesta durante la dinastía Han (206 a.C.220 d.C.) y prosperó en las dinastías -Tang y Song– en China. Tanto los funcionarios como la gente normal solían descansar durante este día, el solsticio de Invierno era un día para ofrecer sacrificios al Cielo y a los antepasados. Los Incas del Antiguo Perú realizaban una fiesta llamada el Inti Raymi o Fiesta del Sol. Para la celebración de esta fiesta de Intiraimi se construyó el Kuricancha hoy Koricancha en la plaza central del Cuzco denominado templo del Sol. En este templo se colocó el gran disco solar “elaborado en oro macizo con rostro humano, redondo, y con sus rayos y llamas de fuego y se ponía sobre una gran pileta de piedra” (Garcilazo). Guaman Poma de Ayala dice: Junio es el mes de descanso de la cosecha, el 21 se produce el Solsticio, esta fiesta es exclusiva del inca, los sacerdotes y amautas. Es un rito de purificación y rendición de 33 ECOLOGÍA I cuentas. El inca se veste con un gran manto colorado. El inca sale al centro del Curicancha, a los dos lados del disco de oro están “dos leones apuntando al sol alumbraba de las ventanas la claridad, de las dos partes soplan dos indios, al viento del soplo... y sale un arco que ellos le llaman chirichy y allí en medio se pone el Inca, hincado de rodillas puestos las manos y el rostro hacia el sol y la imagen del sol” (Guamán Poma de Ayala, selección: p, 63). El inca dece su oración y confieza todas sus acciones de gobierno. En igual sentido todos los amautas y sacerdotes oran al sol. En esta ceremonia el inca ofrenda chicha de maíz en un vaso de oro preparado con un mes de anticipación como símbolo de arrepentimiento y entrega de su voluntad al sol. Luego pone parte de la bebida en la pileta de piedra en donde también depositan la chicha los delegados de los cuatro suyos a fin de que el sol los acepte, los beba y en esa forma compartir recíprocamente. Por eso junio es el mes especial en el que “el sol baja a beber la chicha de maíz junto con el Inca y lleva las peticiones de los hombres a Pachacamac “(el Dios creador de todo cuanto existe y que tiene al Sol como un intermediario mayor entre los hombre y él)”. Luego de este rito, el Inca ofrece su regalo que consiste en oro, plata y concha spondilus, ropas finas y saramamas; la ofrenda del inca se entierra al igual que las saramamas para conseguir la fertilidad de la madre tierra. Ofrendas de pan de maíz elaborados por las mamaconas quienes en este mes realizaban gran cantidad de bollos de maíz pintado y amasados con 34 ECOLOGÍA I sangre de corderito blanco. Este pan es repartido a todos los asistentes a la ceremonia como un símbolo de unidad y aceptación de todos los pueblos al Inca (Manuel Cartuchi....Pag 4, 7). Luego de las ofrendas el Inca inicia la fiesta con una danza especial quien lo realiza personalmente, despues del cual todos participan bailan comen y beben. Pero en esta fiesta nadie puede emborracharse, en caso de hacerlo son castigados severamente. Una vez cumplida estas ceremonias, como la segunda parte de la fiesta se procede a seleccionar jóvenes para el sacerdocio quienes deben colaborar con los amautas, durante 6 meses hasta diciembre, fecha en las que se consagra a los nuevos jóvenes es decir en la fiesta principal del Capac Raimi. En el mismo mes de junio los yachacs y todos los médicos visitan grandes cerros, montañas y lugares sagrados para recoger todo tipo de hierbas y plantas curativas para todo el año. Terminado estas ofrendas y ceremonias, al medio día del 21 se queman todas las energías negativas para que a partir de aquel momento se inicie un nuevo periodo con mucha fuerza y energías nuevas para avanzar hacia el futuro. Despues de esta ceremonía llevan al gran sol en andas por todos los territoros del lugar a fin de que bendiga al pueblo y fecundice la naturaleza para que haya buenas cosechas el proximo año. En la actualidad este rito espiritual del Intiraymi ha sido reemplazado por el CORPUS CHRISTI. 35 ECOLOGÍA I El "Corpus Christi" que significa "Cuerpo de Jesucristo" fue instituido para conmemorar la institución de "Eucaristía Santa" solemnemente que además el cuerpo de Jesús Cristo representado. Se lleva un jueves después de la octava del Pentecostés, es decir, el próximo jueves después de la festividad del Trinidad Santa que es el jueves que cuenta nueve semanas después de jueves Santo. Se estableció en los Andes peruanos después de 1,533 pero instituido oficialmente en Cusco por el Virrey Toledo en 1,572, por medio de sus "Ordenanzas". Las rígidas prohibiciones impuestas en la época no pudieron acabar con el Inti Raymi. Los súbditos del Inca la siguieron festejando a escondidas de las autoridades españolas, y un mestizo llamado Garcilaso de la Vega recopiló, en sus afamados Comentarios Reales, descripciones sobre esta fiesta única e incomparable, gracias a esto tenemos conocimiento de cómo se llevaron a cabo las festividades. QUÉ PODEMOS HACER NOSOTROS? En la época del solsticio de invierno ya se obtuvieron las cosechas de la siembra anterior, y es momento que la tierra descanse y que se prepare para la siguiente siembra. Es momento que agradezcamos por todo lo obtenido hasta ese punto y procurar, como el sembrador, elegir los mejores granos, es decir pensar en nuestros objetivos para el nuevo ciclo, conforme a la experiencia adquirida. Hay frutos de la cosecha anterior que se pasmaron, se pudrieron o no se desarrollaron bien. Estos se eliminan y se guardan los mejores. Análogamente, hay un momento para evaluar los objetivos logrados. De todo lo que te has propuesto, seguramente habrá metas que no se han conseguido todavía. Esto no es un fracaso si aprendes de la experiencia. 36 ECOLOGÍA I Es decir, si investigas cuales son las causas que han impedido hasta ahora su logro. Una vez determinados los obstáculos que lo han impedido, elabora un plan para superarlos y acercarte, de esta manera, a un éxito final. El éxito final para un estudiante es obtener la educación Sólo es educación verdadera aquélla que les pueda dar dicha en el corazón, paz en la mente y felicidad en la vida. “La educación debería permitirles convertirse en modelos y desarrollarse en ejemplos ideales. Vuestro saber no ha de usarse únicamente para llenarse el estómago. La educación será del tipo correcto si les permite llevar una vida que sea un ejemplo para otros y si les permite distinguir entre el bien y el mal. La educación debería promover en ustedes la humildad, permitirles llegar a ser más humildes que una persona no educada, permitirles servir a vuestra madre, vuestro padre y vuestro país, con un servicio que habrá de hacerse desinteresado”. • Sathya Sai Baba Jesús Callejo, Fiestas sagradas. Sus orígenes, ritos y significado que perviven en la tradición de los pueblos, Ed. Edaf., pp.50-51. CENTRO DE INVESTIGACION CIENCIA Y CULTURA INDIGENA QUIPUCAMAYUC Web: http://www.quipucamayuc.com 37 ECOLOGÍA I 38 ECOLOGÍA I CLIMA ZONAS CLIMÁTICAS Teniendo en cuenta la circulación atmosférica y otros factores, en el mundo se diferencian cuatro grandes zonas climáticas: 1. Zona de convergencia intertropical.- La podemos llamar también zona ecuatorial porque se sitúa en las cercanías del ecuador. En esta zona el aire cálido y húmedo tiende a ascender, especialmente con la insolación del día. Al ir subiendo se enfría por lo que se forman grandes nubes que, prácticamente todos los días al atardecer, descargan lluvia. La abundancia de lluvias y las elevadas temperaturas favorecen el desarrollo de la vegetación y es en esta zona en la que se desarrollan los grandes bosques selváticos. Esta zona climática no se sitúa a lo largo de todo el año en el mismo sitio, sino que sufre desplazamientos hacia el norte o hacia el sur, dependiendo de las estaciones o empujada por los vientos monzones, que son especialmente fuertes en el sur de Asia. 2. Zonas tropicales.- Son las situadas al norte y al sur de la zona anterior. En ellas predominan los llamados vientos alisios que se forman cuando las masas de aire del norte o del sur se mueven para ocupar el espacio que deja libre el aire ascendente de la zona ecuatorial. Por el efecto Coriolis, en el hemisferio norte los alisios soplan predominantemente de noreste a suroeste, mientras que en el hemisferio sur lo hacen de sudeste a noroeste. 39 ECOLOGÍA I En altura la circulación del viento se hace en sentido contrario, hasta los 30º de latitud, aproximadamente, lugar en donde el aire, ya enfriado, se desploma hacia la superficie cerrándose así las corrientes convectivas próximas al ecuador. Las zonas tropicales situadas entre los 20º y los 40º de latitud, en las que el aire desciende desde la altura, se caracterizan por el predominio de las altas presiones (aire frío y denso que se acumula contra la superficie). Esto supone precipitaciones escasas, normalmente inferiores a los 250 mm anuales, ya que la circulación vertical descendente impide el desarrollo de nubes, pues el aire al bajar aumenta su temperatura y por tanto aumenta su capacidad de contener vapor de agua (mayor humedad de saturación). Por esto en estas zonas hay grandes extensiones desérticas en los continentes, tanto en el hemisferio norte como en el sur. 3. Zonas templadas.- Son las situadas al norte (hemisferio norte) o al sur (hemisferio sur) de las zonas tropicales. Justo al norte (o al sur en el hemisferio sur) de donde surgen los alisios, la misma masa de aire que al desplomarse desde la altura ha originado esos vientos, provoca también que parte de ese aire viaje hacia el noreste (o hacia el sureste en el hemisferio sur). Se forman así los vientos occidentales (de oeste a este) típicos de las latitudes templadas. Las masas de aire que arrastran los vientos occidentales llegan a chocar con las masas de aire frío procedentes de las zonas polares 40 ECOLOGÍA I y se desplazan levantándose sobre ellas, al ser más calientes. Este ascenso provoca la formación de nubes y precipitaciones en el fenómeno meteorológico que llamamos borrasca. En las borrascas es típico que el aire al ascender adquiere un movimiento giratorio, formándose un frente cálido que suele ser seguido de otro frente frío. El paso de los frentes cálido y frío es el que trae las lluvias. Las borrascas tienden a desplazarse de oeste a este, de tal manera que al paso de un frente cálido le suele seguir una mejoría transitoria y viene luego un frente frío con empeoramiento del tiempo que termina por alcanzar y neutralizar al frente cálido produciéndose así la desaparición de la borrasca. Estas continuas variaciones provocadas por la alternancia de anticiclones (altas presiones) y borrascas (bajas presiones) son las típicas del "tiempo" atmosférico de las zonas templadas. 4. Zonas polares.- En ellas la situación es casi siempre anticiclónica porque las masas de aire frío descienden desde las alturas y se desplazan lateralmente hacia el sur (hacia el norte en el hemisferio sur). En estas zonas llueve muy poco, menos de 250 mm anuales (situación anticiclónica), por lo que se suele hablar de desiertos fríos, a pesar de que se mantengan cubiertos por hielos y nieve. 41 ECOLOGÍA I Zonas climáticas del mundo 42 ECOLOGÍA I HUMEDAD Una masa de aire no puede contener una cantidad ilimitada de vapor de agua. Hay un límite a partir del cual el exceso de vapor se licúa en gotitas. Este límite depende de la temperatura ya que el aire caliente es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua que el aire frío. Así, por ejemplo, 1 m3 de aire a 0ºC puede llegar a contener como máximo 4,85 gramos de vapor de agua, mientras que 1 m3 de aire a 25ºC puede contener 23,05 gramos de vapor de agua. Si en 1 m3 de aire a 0ºC intentamos introducir más de 4,85 gramos de vapor de agua, por ejemplo 5 gramos, sólo 4,85 permanecerán como vapor y los 0,15 gramos restantes se convertirán en agua líquida. Con estas ideas se pueden entender los siguientes conceptos muy usados en las ciencias atmosféricas: Humedad de saturación.- Es la cantidad máxima de vapor de agua que puede contener un metro cúbico de aire en unas condiciones determinadas de presión y temperatura. Humedad de saturación del vapor de agua en el aire Temperatura ºC Saturación g · m-3 - 20 0.89 -10 2.16 0 4.85 10 9.40 20 17.30 30 30.37 40 51.17 43 ECOLOGÍA I Humedad absoluta.- Es la cantidad de vapor de agua por metro cúbico que contiene el aire que estemos analizando. Humedad relativa.- Es la relación entre la cantidad de vapor de agua contenido realmente en el aire estudiado (humedad absoluta) y el que podría llegar a contener si estuviera saturado (humedad de saturación). Se expresa en un porcentaje. Así, por ejemplo, una humedad relativa normal junto al mar puede ser del 90% lo que significa que el aire contiene el 90% del vapor de agua que puede admitir, mientras un valor normal en una zona seca puede ser de 30%. El vapor que se encuentra en la atmósfera procede de la evaporación del agua de los océanos, de los ríos, lagos y de los suelos húmedos. Que se evapore más o menos depende de la temperatura y del nivel de saturación del aire, pues un aire cuya humedad relativa es baja puede admitir mucho vapor de agua procedente de la evaporación, mientras que un aire próximo a la saturación ya no admitirá vapor de agua por muy elevada que sea la temperatura. El concepto de evapotranspiración es especialmente interesante en ecología pues se refiere al conjunto de vapor de agua enviado a la atmósfera en una superficie, es la suma del que se evapora directamente desde el suelo el que las plantas y otros seres vivos emiten a la atmósfera en su transpiración. 44 ECOLOGÍA I LA CORRIENTE DEL NIÑO El fenómeno denominado El Niño consiste en un calentamiento de las aguas del Pacífico que tiene lugar cada 2 a 7 años y que tiene una gran influencia en el comportamiento del clima en diversos lugares del mundo. En condiciones normales hay una masa superficial de agua cálida en la zona más oeste del océano Pacífico, en la franja tropical, cerca de Australia, mientras que cerca de las costas de América del Sur el agua superficial es más fría. Esta distribución del agua está ocasionada porque los vientos dominantes en esta zona del océano van de este a oeste (de América hacia Australia) y arrastran al agua superficial cálida hacia Australia. Este desplazamiento del agua superficial hace posible que agua profunda y fría salga a la superficie junto a las costas de América del Sur (corriente de Humboldt). Esta corriente arrastra nutrientes del fondo, crecen las poblaciones de peces y se forman las buenas pesquerías propias de la zona. Pero cada 2 a 7 años el régimen de los vientos cambia y soplan de oeste a este a la vez que la masa de agua unos 3 a 7ºC más caliente que lo normal se hace más extensa y se traslada hacia el este del Pacífico hasta llegar a tocar en ocasiones la costa de Perú. Este es el fenómeno llamado El Niño al que pusieron este nombre los pescadores de Perú que notaban que algunos años en la época de la Navidad (Niño Dios) el agua subía su temperatura. 45 ECOLOGÍA I Cuando sucede este fenómeno durante 12 a 15 meses las corrientes marinas cambian en la zona, se impide que afloren a la superficie las corrientes frías que arrastran nutrientes del fondo y las pesquerías disminuyen su población por falta de alimento. También se alteran las corrientes atmosféricas. Se ha comprobado que este fenómeno influye notablemente en el clima de zonas de América, Australia, Africa y Asia. Según algunos estudios también tiene una responsabilidad importante en las inundaciones que periódicamente ocurren en la península Ibérica. 46 ECOLOGÍA I EL AGUA HIDRóSFERA Y VIDA Llamamos a la Tierra el planeta azul porque este es el color que tiene vista desde el espacio. Lo que le da esta coloración son las grandes masas de agua que ocupan las tres cuartas partes de su superficie. Es sorprendente comprobar de que forma se adaptan a la vida las propiedades de la molécula de agua. Pequeños cambios en algunos detalles de su calor específico, o de su densidad según las temperaturas, harían imposible la vida en nuestro planeta, al menos tal como la conocemos. Gran parte de estas propiedades tan características se deben a la polaridad de su molécula. FORMACIÓN DE LA HIDRóSFERA Cuando la Tierra se fue formando, hace unos 4600 millones de años, las altas temperaturas hacían que toda el agua estuviera en forma de vapor. Al enfriarse por debajo del punto de ebullición del agua, gigantescas precipitaciones llenaron de agua las partes más bajas de la superficie formando los océanos. Se calcula que unas decenas o cientos de millones de años después de su formación ya existirían los océanos. CARACTERÍSTICAS DEL AGUA 47 ECOLOGÍA I Las características del agua hacen que sea un líquido idóneo para la vida. La elevada polaridad de la molécula de agua tiene especial interés porque de ella se derivan otras importantes propiedades. a) Polaridad: Las moléculas de agua son polares. Por esta polaridad el agua es un buen disolvente de sales y otras sustancias polares pero un mal disolvente de gases y otras sustancias apolares como las grasas y aceites. Polaridad de las moléculas del agua Una molécula está polarizada cuando situada en un campo eléctrico se orienta con un lado hacia el polo positivo y con otro hacia el negativo. Sucede esto porque aunque la molécula en conjunto no tiene carga, en cambio la distribución de cargas dentro de la molécula no es homogénea y una zona tiene un incremento de carga positiva mientras otra zona lo tiene de carga negativa. En el caso de la molécula de agua sucede así porque el átomo de oxígeno se une con dos de hidrógeno por enlaces polarizados que forman entre sí un ángulo de aproximadamente 105º. Como el átomo de oxígeno es más electronegativo que los de hidrógeno, en el lado del oxígeno se sitúa la zona negativa y en el lado de los hidrógenos 48 ECOLOGÍA I la positiva, con su centro de acción en el punto medio entre los dos hidrógenos. b) Calores específicos, de vaporización y de fusión: Las cantidades de calor necesarias para evaporar, fundir o calentar el agua son más elevadas que en otras sustancias de tamaño parecido al estar las moléculas unidas por fuerzas eléctricas entre las zonas positivas de unas y las negativas de otras. Esto hace que el agua sea un buen almacenador de calor y así ayuda a regular la temperatura del planeta y de los organismos vivos. c) Cohesividad: Otra repercusión importante de la polaridad es que las moléculas, al estar atraídas entre sí, se mantienen como enlazadas unas con otras, lo que tiene gran interés en fenómenos como el ascenso de la savia en los vegetales o el movimiento del agua en el suelo. Esta cohesividad de las moléculas de agua entre sí explica también la tensión superficial que hace que la superficie del agua presente una cierta resistencia a ser traspasada. d) Densidad y estratificación: La densidad del agua es de 1kg/l, pero varía ligeramente con la temperatura y las sustancias que lleve disueltas, lo que tiene una considerable importancia ecológica. La densidad aumenta al disminuir la temperatura hasta llegar a los 4ºC en los que la densidad es máxima. A partir de aquí disminuye 49 ECOLOGÍA I la densidad y el hielo flota en el agua. Esto hace que cuando un lago o el mar se congelan, la capa de hielo flote en la superficie y aísle al resto de la masa de agua impidiendo que se hiele. Los seres vivos pueden seguir viviendo en el agua líquida por debajo del hielo. CICLO DEL AGUA El agua permanece en constante movimiento. El vapor de agua de la atmósfera se condensa y cae sobre continentes y océanos en forma de lluvia o nieve. El agua que cae en los continentes va descendiendo de las montañas en ríos, o se infiltra en el terreno acumulándose en forma de aguas subterráneas. Gran parte de las aguas continentales acaban en los océanos, o son evaporadas o transpiradas por las plantas volviendo de nuevo a la atmósfera. También de los mares y océanos está evaporándose agua constantemente. La energía del sol mantiene este ciclo en funcionamiento continuo. Ciclo del agua 50 ECOLOGÍA I Al año se evaporan 500 000 km3 de agua, lo que da un valor medio de 980 l/m2 o mm. Es decir es como si una capa de 980 mm (casi un metro) de agua que recubriera toda la Tierra se evaporara a lo largo del año. Como en la atmósfera permanecen constantemente sólo 12 000 km3, quiere decir que la misma cantidad de 500 000 km3 que se ha evaporado vuelve a caer en forma de precipitaciones a lo largo del año. Aunque a medida, tanto de la evaporación como de la precipitación sea de 980 mm, la distribución es irregular, especialmente en los continentes. En los desiertos llueve menos de 200 mm y en algunas zonas de montaña llueve 6000 mm o más. El tiempo medio que una molécula de agua permanece en los distintos tramos del ciclo es: En la atmósfera 9-10 días En los ríos 12-20 días En lagos 1-100 años En acuíferos subterráneos En océanos 300 años 3 000 años Como es lógico estos tiempos medios de permanencia van a tener una gran influencia en la persistencia de la contaminación en los ecosistemas acuáticos. Si se contamina un río, al cabo de pocos días o semanas puede quedar limpio, por el propio arrastre de los contaminantes hacia el mar, en donde se diluirán en grandes cantidades de agua. Pero si se contamina un acuífero subterráneo el problema persistirá durante decenas o cientos de años. 51 ECOLOGÍA I FACTORES LIMITANTES: temperatura, oxígeno disuelto, salinidad. a) Salinidad.- En un litro de agua del mar típico suele haber unos 35 g de sales, de los cuales las dos terceras partes, aproximadamente, son cloruro de sodio. Hay lugares en los que la salinidad es distinta (por ejemplo es proporcionalmente alta en el Mediterráneo y baja en el Báltico), pero siempre se mantiene una proporción similar entre los iones, aunque las cantidades absolutas sean diferentes. En algunos mares interiores la salinidad llega a ser muy alta, como es el caso del Mar Muerto con 226 g de sal por litro. En las aguas dulces continentales encontramos cantidades mucho menores de iones. El componente principal es el carbonato de calcio, cuya mayor o menor presencia indica el grado de dureza de las aguas. Según crece la salinidad, la biodiversidad disminuye, porque la mayoría de los organismos que viven en un estuario son marinos; para algunos animales y plantas las variaciones de temperatura o salinidad son fatales. b) Gases disueltos.- El oxígeno disuelto en el agua supone una importante limitación para los organismos que viven en este medio. Mientras en un litro de aire hay 209 ml de oxígeno, en el agua, de media, la cantidad que se llega a disolver es 25 veces menor. 52 ECOLOGÍA I Otro problema es que la difusión del oxígeno en el agua es muy lenta. La turbulencia de las aguas, al agitarlas y mezclarlas, acelera el proceso de difusión miles de veces y es por eso fundamental para la vida. Aguas residuales y otros residuos que demandan oxígeno (en su mayor parte materia orgánica, cuya descomposición produce la desoxigenación del agua). Nutrientes vegetales que pueden estimular el crecimiento de las plantas acuáticas. Éstas, a su vez, interfieren con los usos a los que se destina el agua y, al descomponerse, agotan el oxígeno disuelto y producen olores desagradables. Productos químicos, incluyendo los pesticidas, diversos productos industriales, las sustancias tensioactivas contenidas en los detergentes, y los productos de la descomposición de otros compuestos orgánicos. El agua a su vez puede sufrir un proceso de: • Eutroficación que es cuando la concentración de oxígeno es menor a la de 4 miligramos por litro de agua (esto implica un grado de contaminación del agua). • Oligotrífico es cuando existe de 5-7 miligramos de oxígeno por litro disuelto en el agua; este es un índice conveniente para el funcionamiento de un ecosistema acuático. 53 ECOLOGÍA I c) La temperatura influye en la solubilidad. Mientras que los sólidos se disuelven mejor a temperaturas más elevadas, en los gases sucede lo contrario. Las aguas frías disuelven mejor el oxígeno y otros gases que las aguas cálidas porque mayor temperatura significa mayor agitación en las moléculas lo que facilita que el gas salga del líquido. La solubilidad del gas en agua disminuye mucho con la disminución de presión. En un lago situado a 5500 m de altura, por ejemplo, con una presión atmosférica, por tanto, de 0,5 atmósferas el oxígeno que se puede disolver es mucho menos que si estuviera a nivel del mar. La temperatura desempeña un papel importante para determinar las condiciones de supervivencia de los seres vivos. Así, las aves y los mamíferos necesitan un rango muy limitado de temperatura corporal para poder sobrevivir, y tienen que estar protegidos de temperaturas extremas. Las especies acuáticas sólo pueden existir dentro de un estrecho rango de temperaturas del agua, diferente según las especies. Por ejemplo, un aumento de sólo unos grados en la temperatura de un río como resultado del calor desprendido por una central eléctrica puede provocar la contaminación del agua y matar a la mayoría de los peces originarios. El calor también puede ser considerado un contaminante cuando el vertido del agua empleada para la refrigeración de las fábricas 54 ECOLOGÍA I y las centrales energéticas hace subir la temperatura del agua de la que se abastecen. AGUAS CONTINENTALES • Ríos: Los ríos nacen en manantiales en los que surgen a la superficie aguas subterráneas o en lugares en los que se funden los glaciares. A partir de su nacimiento siguen la pendiente del terreno hasta llegar al mar. Un río con sus afluentes, drena una zona que se conoce como cuenca hidrográfica. La separación entre cuencas es la divisoria de aguas. Desde su nacimiento en una zona montañosa y alta hasta su desembocadura en el mar el río suele ir disminuyendo su pendiente. El perfil longitudinal muestra muy bien el transcurrir del río hasta que llega al mar. Normalmente la pendiente es fuerte en el primer tramo del río, cuando viaja por las montañas (tramo alto), y se hace muy pequeña, casi horizontal, cuando se acerca a la desembocadura (tramo bajo). La desembocadura marca el nivel de base del río. El río sufre variaciones en su caudal. En las estaciones lluviosas aumenta y en las secas disminuye, aunque algunos ríos presentan el caudal máximo en la época del deshielo. Las crecidas pueden ser graduales o muy bruscas, como la de un afluente del Elba que en 1927 creció cuatro metros en dos minutos. 55 ECOLOGÍA I • Lagos: Los lagos se forman cuando el agua recogida en una zona no sale directamente al mar sino que pasa o acaba en una depresión. En muchos casos del lago sale un río que va al mar, pero en otros no hay desagüe, sino que las aguas se evaporan a la atmósfera directamente desde el lago. • Aguas subterráneas: Parte del agua que cae resbala sobre el terreno hasta llegar a ríos y lagos (agua de escorrentía), pero otra parte se infiltra, bien directamente cuando llueve, o desde los ríos y lagos. Desde el suelo parte del agua sale por evapotranspiración, o por manantiales o alimenta ríos y lagos a través de su lecho. Las rocas y suelos que dejan pasar el agua se llaman permeables en contraposición a las impermeables. El agua que penetra por los poros de una roca permeable acaba llegando a una zona impermeable que la detiene. Así la parte permeable se va llenando de agua (zona de saturación). La zona por encima de esta en la que el agua va descendiendo pero en los poros todavía hay aire se llama zona de aireación y el contacto entre las dos nivel freático. El nivel freático sale por encima de la superficie cuando tras fuertes lluvias el suelo se encharca. AGUAS MARINAS, CARACTERÍSTICAS, OCÉANOS Desde su formación hace casi 4000 millones de años los océanos contienen la mayor parte del agua líquida de nuestro planeta. Entender su funcionamiento es muy importante para comprender el clima y para explicar la diversidad de vida que hay en nuestro planeta. 56 ECOLOGÍA I • Océanos y mares: Llamamos océanos a las grandes masas de agua que separan los continentes. Son cinco. El más extenso es el Pacífico, que con sus 180 millones de km2 supera en extensión al conjunto de los continentes. Los otros cuatro son el Atlántico, el Índico, el Antártico o Austral y el Ártico. Dentro de los océanos se llama mares a algunas zonas cercanas a las costas, situados casi siempre sobre la plataforma continental, por tanto con profundidades pequeñas, que por razones históricas o culturales tienen nombre propio. • Corrientes marinas: Las aguas de la superficie del océano son movidas por los vientos dominantes y se forman unas gigantescas corrientes superficiales en forma de remolinos. Este mismo efecto del giro de la Tierra explicaría las zonas de afloramiento que hay en las costas este del Pacífico y del Atlántico en las que sale agua fría del fondo hacia la superficie. Este fenómeno es muy importante desde el punto de vista económico, porque el agua ascendente arrastra nutrientes a la superficie y en estas zonas prolifera la pesca. • Olas y mareas: Las olas son formadas por los vientos que barren la superficie de las aguas. Mueven al agua en cilindro, sin desplazarla hacia adelante, pero cuando llegan a la costa y el cilindro roza en la parte baja con el fondo inician una rodadura que acaba desequilibrando la masa de agua, produciéndose la rotura de la 57 ECOLOGÍA I ola. Los movimientos sísmicos en el fondo marino producen, en ocasiones gigantescas olas llamadas tsunamis. Las mareas tienen una gran influencia en los organismos costeros que tienen que adaptarse a cambios muy bruscos en toda la zona intermareal: unas horas cubiertas por las aguas marinas y azotadas por las olas, seguidas de otras horas sin agua o, incluso en contacto con aguas dulces, si llueve. Además, en algunas costas, por la forma que tienen, se forman fuertes corrientes de marea, cuando suben y bajan las aguas, que arrastran arena y sedimentos y remueven los fondos en los que viven los seres vivos. GLACIACIONES Y GLACIARES • Glaciaciones: Las glaciaciones han sido lo más característico de los últimos dos millones de años de la historia de la Tierra. Su influencia es tan grande que marcan el inicio de un periodo geológico distinto que llamamos Cuaternario. A lo largo de este periodo se han sucedido épocas más frías, en las que los hielos se han apoderado de grandes extensiones en el norte y el sur del planeta, y épocas más templadas en las que las aguas heladas se han retirado hacia las cercanías de los polos o las altas montañas. Estas oscilaciones climáticas han tenido una gran influencia en la distribución de los seres vivos. • Glaciares: Los glaciares son grandes masas de hielo que se forman cuando la nieve que cae va acumulándose de un año a otro, sin que le de tiempo para fundirse. Por la presión la nieve va 58 ECOLOGÍA I perdiendo el aire y acaba formándose primero hielo lechoso y luego hielo azul, tan transparente como el cristal. Para que existan glaciares en una zona se requieren dos condiciones: 1. Que tenga promedios de temperatura tan bajos como para permitir que la nieve se acumule de un año a otro. Esto sucede en las zonas ecuatoriales a partir de los 5000 m de altitud y en la Antártida al nivel del mar. En la Península Ibérica sólo se dan estas condiciones en lugares de los Pirineos situados a más de 3000 m. 2. Que tenga precipitación suficiente. Así, por ejemplo, hay lugares del norte de Siberia muy fríos pero en los que llueve tan poco que la capa de nieve rara vez supera el metro de altura. En las regiones polares los glaciares cubren grandes extensiones y se les llama casquetes glaciares o inlandsis. En el resto del mundo sólo encontramos glaciares de montaña que en total ocupan una extensión treinta veces menor que la ocupada por los inlandsis. MASARU EMOTO: Investigador Japonés que ha venido estudiando el agua por muchos años en su libro: The Hidden Messages in Water (El mensaje escondido del agua), presenta algunas propiedades sorprendentes. Emoto y su grupo tomarón fotografías de los cristales de agua que se formaban durante los 20-30 segundos (pasando del estado sólido al estado líquido), cuando el hielo comenzaba a derretirse, se dieron cuenta que aguas de fuentes distintas forman cristales diferentes como se ven a continuación: 59 ECOLOGÍA I En la foto de la izquierda, a la izquierda vemos una muestra de agua helada expuesta a la palabra "ángel", y a la derecha agua expuesta a la palabra "demonio". Como usted podrá ver, la estructura de la segunda es oscura y amorfa, sin que aparezca formación cristalina alguna. El japonés Emoto ha estado llevando a cabo experimentos en todo el mundo sobre el efecto de las ideas, las palabras y la música sobre las moléculas de agua. Las descripciones que aparecen a continuación han sido extraídas de su libro, que publica los resultados obtenidos. A continuación aparecen algunos otros efectos que Emoto encontró en su investigación: 1. Algo interesante obtuvieron fue resultados que se diferentes dependiendo del idioma utilizado. Por ejemplo, la palabra "Thank you" en inglés (ver la foto de la derecha), "Gracias" en castellano, evocó diferentes formaciones cristalinas que la misma palabra en japonés. 2. El agua tomada en fuentes y arroyos limpios de montaña, formó estructuras cristalinas más bellas (ver 60 ECOLOGÍA I foto de la izquierda del manatial de Sanbu-Ichi Yusui) en contraste con los cristales deformados y distorsionados formados por las muestras de agua polucionada o estancada. 3. El agua destilada expuesta a música clásica tomó formas delicadas y simétricas. Foto del agua expuesta a la sinfonía Nº40 en Sol menor de Mozart. Cuando se puso la canción de Elvis Presley "El Hotel de la Tristeza", el resultado fue que los cristales helados se partieron en dos.· Cuando las muestras de agua fueron bombardeadas con música heavy metal o expuestas a palabras negativas, o cuando se enfocaron sobre ellas intencionadamente, pensamientos o emociones negativos, el agua no formó cristales y en su lugar se crearon estructuras caóticas y fragmentadas. 4. Cuando el agua fue tratada con aceites florales aromáticos, los cristales tendieron a imitar la forma de la flor original. A la derecha aparecen cristales de agua expuestos a esencia aromática de manzanilla. De gran interés para la curación y para el bienestar diario son los efectos extremos que sobre los cristales de agua tienen las palabras e ideas 61 ECOLOGÍA I negativas. Aquí puede ver usted los resultados obtenidos con las palabras "Me das asco" aplicadas a otra muestra de agua destilada. Curiosamente, el modelo obtenido al aplicar estas palabras fue casi idéntico al de aplicar música heavy metal. Masaru Emoto comenta en su libro este paralelismo y la posibilidad de que este tipo de música atonte a las personas (los convierta en tontos). 5. Agua expuesta a las palabras Amor Comprensión 6. Agua fotografiada tras ser expuesta al mensaje de Amor que 500 personas le enviaron. Pero, tal como podemos aprender de las asombrosas fotografías de Masaru Emoto, aquellos pensamientos de fracaso en sí mismos quedan también representados en los objetos físicos a nuestro alrededor. Ahora que somos conscientes de eso, quizá podamos comenzar a darnos cuenta de que, incluso cuando los resultados inmediatos no son visibles a los ojos humanos, ellos están ahí. Cuando amamos nuestros propios cuerpos, ellos responden. Cuando enviamos nuestro amor (no sentimos 62 ECOLOGÍA I unidos) a la Tierra, ella responde.Nuestro propio cuerpo está compuesto en un 70 por ciento de agua. Y la superficie de la tierra es también un 70 por ciento de agua. Hemos visto anteriormente la prueba de que el agua, lejos de estar inanimada, está realmente viva y responde a nuestros pensamientos y emociones. Quizá, habiendo visto esto, podamos comenzar a entender realmente el imponente poder que poseemos al elegir nuestros pensamientos e intenciones, para sanarnos a nosotros mismos, así como a nuestro medio ambiente1. 1 http://www.oshogulaab.com/NUEVAFISICA/Mensajes_del_Agua.htm 63 ECOLOGÍA I 64 ECOLOGÍA I LITóSFERA La superficie de la Tierra abarca 510 · 106 km2 de los que tres cuartas partes están cubiertos por las aguas y sólo 149 · 106 km2 son continentes emergidos. ESTRUCTURA: La litosfera comprende dos capas (la corteza y el manto superior) que se dividen en unas doce placas tectónicas rígidas. La corteza misma se divide en dos partes. 65 ECOLOGÍA I • La corteza siálica o superior, de la que forman parte los continentes, está constituida por rocas cuya composición química media es similar a la del granito y cuya densidad relativa es de 2,7. • La corteza simática o inferior, que forma la base de las cuencas oceánicas, está compuesta por rocas ígneas más oscuras y más pesadas como el gabro y el basalto, con una densidad relativa media aproximada de 3. La litosfera también incluye el manto superior. Las rocas a estas profundidades tienen una densidad de 3,3. El manto superior está separado de la corteza por una discontinuidad sísmica, la discontinuidad de Mohorovicic, y del manto inferior por una zona débil conocida como astenosfera. Las rocas plásticas y parcialmente fundidas de la astenosfera, de 100 km de grosor, permiten a los continentes trasladarse por la superficie terrestre y a los océanos abrirse y cerrarse. El denso y pesado interior de la Tierra se divide en una capa gruesa, el manto, que rodea un núcleo esférico más profundo. El manto se extiende desde la base de la corteza hasta una profundidad de unos 2.900 km. Excepto en la zona conocida como astenosfera, es sólido y su densidad, que aumenta con la profundidad, oscila de 3,3 a 6. El manto superior se compone de hierro y silicatos de magnesio como el olivino y la parte inferior de una mezcla de óxidos de magnesio, hierro y silicio. La investigación sismológica ha demostrado que el núcleo tiene una capa exterior de unos 2.225 km de grosor con una densidad relativa media de 10. Esta capa es probablemente rígida y los estudios 66 ECOLOGÍA I demuestran que su superficie exterior tiene depresiones y picos, y estos últimos se forman donde surge la materia caliente. Por el contrario, el núcleo interior, cuyo radio es de unos 1.275 km, es sólido. Se cree que ambas capas del núcleo se componen en gran parte de hierro con un pequeño porcentaje de níquel y de otros elementos. Las temperaturas del núcleo interior pueden llegar a los 6.650 °C y se considera que su densidad media es de 13. SISMOS: Terremoto o sismo es la liberación súbita de energía elástica acumulada en el subsuelo que se refleja en un movimiento brusco de la tierra, de ahí su raíz latina Terrae motus. Esto se debe a la fricción continua que se produce por el deslizamiento de la docena de placas continentales de aproximadamente 70 kms de espesor que, flotando sobre enormes masas de magma (astenosfera), componen la corteza terrestre. COMO SE ORIGINA UN TERREMOTO El origen de la gran mayoría de los terremotos se encuentra en una liberación de energía producto de la actividad volcánica o a la tectónica de placas. Los terremotos tectónicos se suelen producir en zonas donde la concentración de fuerzas generadas por los límites de las placas tectónicas da lugar a movimientos de reajuste en el interior y en la superficie de la Tierra. 67 ECOLOGÍA I ONDAS SISMICAS El movimiento sísmico se propaga mediante Ondas elásticas (similares al sonido), a partir del hipocentro. Las ondas sísmicas se presentan en tres tipos principales: dos de ellas son ondas de cuerpo que solo viajan por el interior de la Tierra y el tercer tipo corresponde a ondas superficiales, y son las responsables de la destrucción de obras y pérdida de vidas humanas. Ondas longitudinales, primarias o P:. Circulan por el interior de la Tierra, atravesando tanto líquidos como sólidos. Son las primeras que registran los aparatos de medida o sismógrafos, de ahí su nombre "P" o primarias. Ondas transversales, secundarias o S:. Atraviesan únicamente los sólidos y se registran en segundo lugar en los aparatos de medida. Ondas superficiales: Son las que producen más daños. Se propagan a partir del epicentro y son similares a las ondas que se forman sobre la superficie del mar. Este tipo de ondas son las que se registran en último lugar en los sismógrafos CLASES • Volcánicos: Directamente relacionados con las erupciones volcánicas. Son de poca intensidad y dejan de percibirse a cierta distancia del volcán. • Tectónicos: Originados por ajustes en la litosfera. El hipocentro suele encontrarse localizado a 10 ó 25 kilómetros de profundidad, • Batisismos: Su origen no está del todo claro, caracterizándose porque 68 el hipocentro se encuentra localizado a enormes ECOLOGÍA I profundidades (300 a 700 kilómetros), fuera ya de los límites de la litosfera. • Terremotos de Origen Volcánico: Los terremotos relacionados con la actividad volcánica pueden producir riesgos que incluyen grietas de tierra, deformación de tierra, y daño a estructuras artificiales. Hay dos categorías generales de terremotos que pueden ocurrir en un volcán: terremotos tectónicos de volcán y terremotos de período largos. REGISTRO DE INTENSIDAD DE SISMOS Los aparatos utilizados para el registro gráfico de los movimientos sísmicos reciben el nombre de sismógrafos, y la gráfica donde va quedando plasmada la amplitud y duración del paso de las ondas, sismograma. La intensidad se mide por los efectos destructivos que ha tenido el sismo sobre los bienes humanos y para ello se emplean unas escalas cualitativas que expresan en "grados" los anteriores efectos. Las más empleadas son las de Mercalli y Richter. DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA No todas las regiones de la Tierra son igualmente propensas a las sacudidas sísmicas. • Regiones sísmicas: zonas activas de la corteza terrestre muy propensas a sufrir grandes movimientos sísmicos. 69 ECOLOGÍA I • Regiones penisísmicas: zonas en las que sólo se registran terremotos débiles y no con mucha frecuencia. • Regiones asísmicas: zonas muy estables de la corteza terrestre en las que raramente se registran terremotos. QUE PUEDE SUCEDER ANTES Y DESPUES DE UN TEMBLOR Antes de un temblor fuerte pueden presentarse otros de menor intensidad; a estos temblores pequeños se les llama PREMONITORES. Generalmente se producen temblores pequeños después de uno muy fuerte; a veces son pocos temblores, otras veces no; lo cierto es que los temblores cesarán hasta que la corteza terrestre vuelva a encontrar su equilibrio. EFECTOS DE LOS TERREMOTOS Los terremotos producen distintas consecuencias que afectan a los habitantes de las regiones sísmicas activas. Pueden causar muchas pérdidas de vidas al demoler estructuras como edificios, puentes y presas. También provocan deslizamientos de tierras. Otro efecto destructivo de los terremotos, en especial los submarinos, son las llamadas olas de marea. Puesto que estas ondas no están relacionadas con las mareas es más apropiado llamarles olas sísmicas o tsunamis, su nombre japonés. CONSECUENCIAS DE LOS TERREMOTOS Recomendaciones a la población: A continuación las recomendaciones más habituales e internacionalmente más extendidas y admitidas, la rapidez con que ocurren los terremotos (normalmente en tiempos 70 ECOLOGÍA I inferiores a 3 minutos) y la sensación de claustrofobia que provoca sobre la población impedirán en la mayoría de los casos adoptar dichas recomendaciones. Por tanto, la mejor recomendación que puede transmitirse es agacharse sobre las rodillas y cubrirse la nuca con las manos. ANTES DEL TERREMOTO • Tenga preparados: botiquín de primeros auxilios, linternas, radio a pilas, pilas, etc. • Prevea un plan de actuación en caso de emergencia ·Confeccione un directorio telefónico para, en caso de emergencia DURANTE EL TERREMOTO • Si el terremoto no es fuerte, tranquilícese, acabará pronto. • Si el terremoto es fuerte, mantenga y transmita la calma. • Si está dentro de un edificio, quédese dentro; si está fuera, permanezca fuera. • El entrar o salir de los edificios sólo puede causarle accidentes... DESPUES DEL TERREMOTO • ·Guarde la calma y haga que los demás la guarden. Impida cualquier situación de pánico..... En el Perú: El Volcán Ubinas es considerado el volcán más activo del sur del Perú, debido a sus 23 episodios de alta actividad fumarólica y emisiones de cenizas registradas desde el año 1550 DC. 71 ECOLOGÍA I Erupción explosiva de gran magnitud en el año 1677 donde ocasionó muerte de ganado por epidemia, destruyo los cultivos. En el año 2006 en el mes de marzo el volcán tuvo tres fuertes explosiones, que lanzaron piedras incandescentes, fragmentos de lava y levantaron una columna de humo de tres kilómetros de alto. TSUNAMI: Un TSUNAMI (del japonés TSU: puerto o bahía, NAMI: ola) es una ola o serie de olas que se producen en una masa de agua al ser empujada violentamente por una fuerza que la desplaza verticalmente. Este término fue adoptado en un congreso de 1963. Terremotos, volcanes, meteoritos, derrumbes costeros o subterráneos e incluso explosiones de gran magnitud pueden generar un TSUNAMI. Antiguamente se les llamaba “marejadas”, “maremotos” u “ondas sísmicas marinas”, pero estos términos han ido quedando obsoletos, ya que no describen adecuadamente el fenómeno. Los dos primeros implican movimientos de marea, que es un fenómeno diferente y que tiene que ver con un desbalance oceánico provocado por la atracción gravitacional ejercida por los planetas, el sol y especialmente la luna. Las ondas sísmicas, por otra parte, implican un terremoto y ya vimos que hay varias otras causas de un TSUNAMI. Un tsunami generalmente no es sentido por las naves en alta mar (las olas en alta mar son pequeñas) ni puede visualizarse desde la altura de un avión volando sobre el mar. 72 ECOLOGÍA I Como puede suponerse, los tsunamis pueden ser ocasionados por terremotos locales o por terremotos ocurridos a distancia. De ambos, los primeros son los que producen daños más devastadores debido a que no se alcanza a contar con tiempo suficiente para evacuar la zona (generalmente se producen entre 10 y 20 minutos después del terremoto) y a que el terremoto por sí mismo genera terror y caos que hacen muy difícil organizar una evacuación ordenada. CAUSAS DE TSUNAMIS Los Terremotos son la gran causa de tsunamis. Para que un terremoto origine un tsunami el fondo marino debe ser movido abruptamente en sentido vertical, de modo que el océano es impulsado fuera de su equilibrio normal. Cuando esta inmensa masa de agua trata de recuperar su equilibrio, se generan las olas. El tamaño del tsunami estará determinado por la magnitud de la deformación vertical del fondo marino. No todos los terremotos generan tsunamis, sino sólo aquellos de magnitud considerable, que ocurren bajo el lecho marino y que son capaces de deformarlo. Si bien cualquier océano puede experimentar un tsunami, es más frecuente que ocurran en el Océano Pacífico, cuyas márgenes son más comúnmente asiento de terremotos de magnitudes considerables (especialmente las costas de Chile y Perú y Japón). Además el tipo de falla que ocurre entre las placas de Nazca y Sudamericana, llamada de subducción, esto es que una placa se va deslizando bajo la otra, hacen más propicia la deformidad del fondo marino y por ende los tsunamis. 73 ECOLOGÍA I A pesar de lo dicho anteriormente, se han reportado tsunamis devastadores en los Océanos Atlánticos e Índico, así como el Mar Mediterráneo. Un gran tsunami acompañó los terremotos de Lisboa en 1755, el del Paso de Mona de Puerto Rico en 1918, y el de Grand Banks de Canadá en 1929. Las avalanchas, erupciones volcánicas y explosiones submarinas pueden ocasionar tsunamis que suelen disiparse rápidamente, sin alcanzar a provocar daños en sus márgenes continentales. Respecto de los meteoritos, no hay antecedentes confiables acerca de su ocurrencia, pero la onda expansiva que provocarían al entrar al océano o el impacto en el fondo marino en caso de caer en zona de baja profundidad, son factores bastante sustentables como para pensar en ellos como eventual causa de tsunami, especialmente si se trata de un meteorito de gran tamaño. PLACAS LITOSFÉRICAS La litosfera se encuentra dividida en placas que están moviéndose a razón de unos 2 a 20 cm por año impulsadas por corrientes de convección que tienen lugar en la astenosfera. Hay siete grandes placas principales además de otras secundarias de menor tamaño. Algunas de las placas son exclusivamente oceánicas, como la de Nazca, en el fondo del océano Pacífico. Otras, la mayoría, incluyen corteza continental que sobresale del nivel del mar formando un continente. 74 ECOLOGÍA I Placas litosféricas Se denomina astenosfera a la parte superior del manto, situada inmediatamente por debajo de la litósfera. Está formada por materiales que, debido a la temperatura y presión a las que se encuentran, están en estado semifluido y tienen capacidad de desplazarse lentamente. Las diferencias de temperatura ente un interior cálido y una zona externa más fría producen corrientes de convección que mueven las placas. COMPOSICIóN La densidad media de 2,7 veces la del agua es la de las rocas de la litosfera y se componen casi por completo de 11 elementos, que juntos forman el 99,5% de su masa, que son: 75 ECOLOGÍA I Oxígeno : (46,60%) Silicio : (27,72%) Aluminio : (8,13%) Hierro : (5,0%) Calcio : (3,63%) Sodio : (2,83%) Potasio : (2,59%) Magnesio : (2,09%) Titanio, hidrógeno y fósforo (totalizando menos del 1%). Además, aparecen otros 11 elementos en cantidades del 0,1 al 0,02%. Estos elementos, por orden de abundancia, son: carbono, manganeso, azufre, bario, cloro, cromo, flúor, circonio, níquel, estroncio y vanadio. Los elementos están presentes en la litosfera casi por completo en forma de compuestos más que en su estado libre. LOS PROCESOS GEOLÓGICOS O CICLOS GEOLÓGICOS Cuando se compara la Tierra con otros planetas vecinos como Marte o Venus se observan grandes diferencias, aunque el proceso de formación ha sido similar. Mientras en la Luna o en esos planetas se siguen observando claramente miles de cráteres originados por las gigantescas colisiones que los formaron, el aspecto de la Tierra es totalmente distinto. Hay dos grandes procesos que han modelado la superficie de nuestro planeta y que han tenido una decisiva importancia en la evolución y distribución de la vida: 76 ECOLOGÍA I • La existencia, por una parte, de una atmósfera y una hidrósfera ha provocado un continuo proceso de erosión, transporte y sedimentación de las rocas, en lo que se suele llamar el ciclo geomorfológico; • Por otra parte, durante miles de millones de años se ha ido sucediendo un lento pero continuo desplazamiento de las placas que forman la parte externa del planeta, originando la denominada tectónica de placas. Los continentes se unen entre sí o se fragmentan, los océanos se abren, se levantan montañas, se modifica el clima, influyendo todo esto, de forma muy importante en la evolución y desarrollo de los seres vivos. PANGEA. UNIÓN Y DISGREGACIÓN DE LOS CONTINENTES 77 ECOLOGÍA I Los continentes, al estar incrustados en placas de litosfera móviles, no mantienen una posición y forma fijas, sino que se están desplazando constantemente transportados por la placa a la que pertenecen. Pero hay una diferencia fundamental entre la parte oceánica de una placa y la parte continental. La primera puede subducir y empujada por el movimiento de la placa, introducirse por debajo de otra placa hasta desaparecer en el manto. Pero la porción continental de una placa no puede hacer esto, porque es demasiado rígida y gruesa. Así pues, cuando dos continentes arrastrados por sus placas colisionan entre sí, acaban fusionándose uno con el otro, mientras se levanta una gran cordillera en la zona de choque. Hubo épocas de la historia de la Tierra en la que la mayor parte de los continentes han estado reunidos, después de chocar unos con otros, formando un gran supercontinente al que se le llama Pangea. La última vez que sucedió esto fue a finales del Paleozoico y principios del Mesozoico. Durante el Mesozoico este supercontinente fue disgregándose originando los continentes que ahora conocemos. Primero se dividió en dos grandes masas continentales: Laurasia al norte y Gondwana al sur, separadas por un océano ecuatorial llamado Tethys. Durante el Mesozoico, hace unos 135 millones de años, empezó a formarse el océano Atlántico al ir separándose América de Europa y Africa. 78 ECOLOGÍA I INFLUENCIA DEL MOVIMIENTO DE LAS PLACAS SOBRE LA DISTRIBUCIÓN DE LOS SERES VIVOS Los desplazamientos de los continentes y los cambios climáticos y de nivel del mar que han provocado, han tenido una gran influencia en la evolución que han seguido los seres vivos en nuestro planeta. Así por ejemplo, en lugares que han permanecido aislados del resto de las tierras firmes mucho tiempo como es el caso de Australia o Madagascar, rodeadas por mar desde hace más de 65 millones de años, han evolucionado formas de vida muy especiales, como, por ejemplo, los marsupiales (canguros) y otras especies endémicas. Otra manifestación de la influencia de los cambios de posición de los continentes sería el de las diferencias de flora y fauna entre América del Norte y América del Sur. 79 ECOLOGÍA I 80 ECOLOGÍA I SUELO El suelo es uno de los recursos naturales fundamentales para enfrentar nuestras necesidades. Del suelo obtenemos todos los productos de origen vegetal, algunos sirven de alimento directo al hombre y otros sirven de alimento a los animales, quienes a su vez, nos proporcionan no solo nutrientes sino también otra serie de productos como vestido, calzado y diversos enseres que facilitan nuestra vida. Los vegetales nos proporcionan fibras textiles, madera, resinas y un sin fin de productos de utilidad inmediata o diferida tras su transformación. 81 ECOLOGÍA I La biomasa primaria formada por los bosques y especies herbáceas contribuyen a mantener el equilibrio gaseoso de la atmósfera. Además, los bosques contribuyen a regular el ciclo del agua en la naturaleza, favoreciendo la condensación de la humedad atmosférica y provocando la lluvia. Todo lo anterior no sería posible sin la existencia del suelo, que es la cubierta mas externa y frágil de la tierra que se ha formado muy lentamente y que utilizamos dándole diversos usos como el soporte sólido sobre el cual edificamos nuestras viviendas, las infraestructuras de transporte, las industrias e incluso a almacenar nuestros desechos. De ahí podemos inferir que sin el suelo, la vida no seria posible sobre la tierra, al menos en la forma que la conocemos. DEFINICIÓN El suelo es la fina capa de material fértil que recubre la superficie de la Tierra y constituye el objeto de estudio de la Edafología. El suelo se define como "ente natural organizado e independiente, con constituyentes, propiedades y génesis que son el 82 ECOLOGÍA I resultado de la actuación de una serie de factores activos (clima, organismos, relieve y tiempo) sobre un material pasivo (la roca madre)". Nutrientes Principales, Secundarios y Micronutrientes que toda planta obtiene del suelo. La importancia ecológica del suelo radica en ser el soporte mecánico y nutritivo de todos los vegetales que conforman el fundamental componente de todo ecosistema que son los Productores. Luego de un prolongado proceso de meteorización (atomización de las grandes rocas del subsuelo), el suelo proporciona minerales en forma de moléculas radicales, con los que toda planta puede llevar a cabo sus funciones vitales. 83 ECOLOGÍA I Nutrientes orgánicos e inorgánicos que el suelo proporciona a la planta ORIGEN DEL SUELO El suelo procede de la Roca Madre, la cual se altera por la acción de los factores ambientales y en su formación se desarrollan una serie de procesos que transforman el material original hasta darle una morfología y propiedades propias que se evidencian por un cambio en la coloración, aparecen coloraciones amarillas y pardas, muy tenues al principio y luego se van acentuando. Además comienzan a desarrollarse pequeñas grietas muy estrechas y de paredes ajustables, que progresivamente se van ensanchando y haciéndose menos regulares y de morfología más compleja 84 ECOLOGÍA I Después aparece el plasma (o masa basal) rellenando parcialmente los huecos. La alteración mineral comienza afectando a los minerales mas inestables (piroxenos, anfiboles y plagioclasas). Esta secuencia de alteraciones de la roca madre toma el nombre de Proceso de Formación del suelo FACTORES QUE INTERVIENEN EN SU FORMACIÓN COMPOSICIÓN DEL SUELO: El suelo esta compuesto por tres fases: Gaseosa, Liquida y Sólida. En condiciones ideales la fase atmosférica representa un 25%, otro 25% para el agua y un 50% para la fase sólida. 85 ECOLOGÍA I Caracteristicas Fisico-Quimicas de los Suelos • FASE GASEOSA Esta constituida por los gases atmosféricos que se mezclan con el suelo suelto. Es una fase muy importante para la respiración de los organismos y responsable de las reacciones de oxidación. Los gases se sitúan en los poros del suelo, en ellos las fases líquida y gaseosa están en mutua competencia. El aire del suelo está en continuo intercambio con el aire atmosférico y gracias a esta dinámica el aire del suelo esta en constante renovación. La Composición de gases del suelo es parecida a la del aire atmosférico, pero mucho menos constante, ya que varia con la profundidad del aire y con los cambios estacionales. En los períodos de mayor actividad biológica (primavera y otoño), hay menos O2 y más CO2. 86 ECOLOGÍA I Composición gaseosa del suelo % Aire atmosférico % Aire suelo Oxígeno 21 10-20 Nitrógeno 78 78,5-80 CO2 0,03 0,2-3 Vapor de agua variable en saturación El aire del suelo muestra variaciones locales principalmente en los contenidos de O2 y CO2. En el suelo hay menos O2 y más CO2 que en el aire. Esto se debe a los procesos que ocurren en el suelo y que implican el consumo de O2 y el desprendimiento de CO2, es decir aquellas reacciones en las que estén implicados todos los organismos del suelo: respiración de las plantas, actividad de microorganismos, además de procesos de mineralización y procesos de oxidación. • FASE LíQUIDA La fase líquida del suelo está constituida por el agua y las soluciones del suelo. El agua procede de la atmósfera (lluvia, nieve, granizo, humedad atmosférica) así como infiltraciones laterales, capas freáticas etc. Las soluciones del suelo proceden de la alteración de los minerales y de la materia orgánica. El agua contribuye no solo en la formación del suelo (interviene en la meteorización física y química, y translocación de sustancias) sino, además es un factor determinante en su fertilidad. La fase líquida circula a través del espacio poroso, queda retenida en los huecos del suelo y está en 87 ECOLOGÍA I constante competencia con la fase gaseosa. Su importancia es tal que la popular sentencia "Donde no hay agua, no hay vida" se adapta al suelo enunciando "Donde no hay agua, no hay suelo". El suelo proporciona a la planta nutrientes orgánicos e inorgánicos en forma de complejo coloidal que se forma en el entorno húmedo de las raíces. COMPLEJO COLOIDAL • FASE SÓLIDA Es una fase muy heterogénea, formada por constituyentes inorgánico y orgánico. Los minerales o constituyentes inorgánicos son la base del armazón sólido que soporta al suelo. Cuantitativamente en un suelo normal la fracción mineral representa de un 45-49% del volumen del suelo. Pero dentro de esta fase sólida los constituyentes inorgánicos representan el 90-99% y el 10-1% restante corresponde a la materia orgánica. La fase sólida representa la fase más estable del suelo y por tanto es la más representativa y la más ampliamente estudiada. 88 ECOLOGÍA I CONSTITUYENTES INORGÁNICOS Los constituyentes inorgánicos del suelo son los minerales que proceden directa o indirectamente de la Roca Madre. El cual el grupo más importante de minerales del suelo son los silicatos. Todos los silicatos están constituidos por una unidad estructural común, un tetraedro de coordinación Si-O. Dependiendo del número de oxígenos que se coordinen a otros silicios se originan los grandes grupos de silicatos. Como se muestra en la siguiente tabla: Nº de oxígenos compartidos por cada tetraedro Tipo de agrupamiento de los tetraedros Nombre del gran grupo de silicato 0 aislados NESOSILICATOS 1 parejas SOROSILICATOS 2 anillos CICLOSILICATOS 2y3 cadenas INOSILICATOS 3 planos FILOSILICATOS 4 tridimensional TECTOSILICATOS Unidades estructurales de Silicatos: Los filosilicatos, como todos los demás grupos de silicatos, están constituidos por una unidad estructural Si-O que es un tetraedro de coordinación con el Si en el centro y cuatro oxígenos en cada uno de los vértices del tetraedro. Los tetraedros son pirámides de base triangular, con todas sus caras iguales, (cuatro triángulo equilátero). 89 ECOLOGÍA I Desde el punto de vista edáfico el gran grupo de los filosilicatos es la clase más importante, ya que a este grupo pertenecen la mayoría de los minerales de la fracción arcilla. Los filosilicatos están constituidos por el agrupamiento de los tetraedros compartiendo entre sí tres vértices (los tres del plano basal) formando planos. Los contituyentes inorgánicos deben su estabilidad a factores como la naturaleza misma de los silicatos, así como a las condiciones del suelo como la temperatura, humedad, acidez, etc. 90 ECOLOGÍA I CONSTITUYENTES ORGÁNICOS Son un conjunto complejo de sustancias constituidas por restos vegetales y organismos que están sometidos a un constante proceso de degradación y síntesis. Normalmente se presenta en cantidades muy inferiores a la fracción mineral, no obstante su papel es muy importante para la evolución y propiedades de los suelo. Los constituyentes orgánicos se pueden agrupar en dos grupos. 1. Grupo de materiales vivientes. • Microbiota: microorganismos: algas, bacterias, hongos, protozoos... • Mesobiota: nematodos, gusanos... • Macrobiota: raíces vegetales, lombrices... 91 ECOLOGÍA I Representa un grupo enormemente diverso desde el punto de vista cualitativo y cuantitativo. Valores usuales son de 10.000 a 10.000.000 de organísmos por gramo de suelo para la microflora y de 1.000 a 100.000 para la microfauna. 2. Grupo de materiales no vivientes. • Restos orgánicos frescos (tejidos vegetales y animales). • Productos excretados por los organismos. • Productos de descomposición y compuestos de síntesis (compost y humus) Ciclo de la Materia Orgánica en el Suelo 92 ECOLOGÍA I HUMUS Es el constituyente orgánico más importante. Se define como materia orgánica transformada y alterada. Constituye un conjunto muy complejo de compuestos orgánicos coloidales de color oscuro sometidos a un constante proceso de transformación. Dentro de el se definen un grupo de sustancias llamadas sustancias húmicas. El concepto de materia orgánica del suelo se refiere a la fase muerta, pero en la práctica se incluyen también a los microorganismos vivos dada la imposibilidad de separarlos del resto de material orgánico transformado. El humus es una parte de la materia orgánica producida por síntesis microbiana y química a partir de la materia orgánica vegetal. El humus esta formado básicamente por: • Ácidos húmicos (grises y pardos). • Ácidos fúlvicos. El humus tiene como característica notable la de ser: • Ácido. Tiene reacción ácida, pero normalmente no acidifica el suelo. • Hidrófilo. Capacidad de retención de agua mayor a la de la arcilla (15 veces su peso). • Electronegativo. Es un coloide con fuerte poder absorbente (5 veces mayor que la arcilla). La Humificación es el proceso de formación de materia orgánica descompuesta al grado de humus. Cuando la descomposición de la materia orgánica es total, da como resultado la transformación de la materia orgánica hasta producir compuestos inorgánicos sencillos como CO2, 93 ECOLOGÍA I NH3, H20 etc. Este grado de descomposición toma el nombre de Proceso de Mineralización. Estos dos procesos se dan uno con mayor intensidad que el otro, dependiendo de las características del suelo y de la naturaleza de los restos vegetales aportados existentes. La humificación es responsable de la acumulación de la materia orgánica en el suelo mientras que la mineralización conduce a su destrucción En estos procesos simultáneos, los microorganismos cumplen un rol decisivo. Los microorganismos necesitan del carbono como fuente de energía, oxidan el C y lo devuelven a la atmósfera como CO2, y el nitrógeno para incorporarlo a su protoplasma y ambos los toman de los restos vegetales. El C es muy abundante en los restos vegetales, aproximadamente del 58% mientras que el N es elemento minoritario. Las raíces de las plantas y los microorganismos compiten por el, por lo que puede ser un factor limitante. TIPOS DE HUMUS Se han identificado tres tipos básicos de humus. • 94 Mor. Materia orgánica muy poco transformada. ECOLOGÍA I • Moder. Mayor transformación de la materia orgánica (Fúlvicos y precursores). • Mull. Materia orgánica evolucionada (ácidos húmicos, coloración del horizonte muy oscura). EL PERFIL DEL SUELO Y SUS HORIZONTES El perfil del suelo es el estratificado de los componentes del suelo en función de la profundidad. La meteorización actúa desde la superficie y va perdiendo su intensidad conforme se hace profundo en el perfil del suelo. Tanto la materia orgánica de la superficie como las rocas de las zona profundas están bajo un 95 ECOLOGÍA I continuo proceso de meteorización (atomización) y translocación (cambio de un material homogéneo o uniforme a un material heterogéneo), estratificado en capas con diferentes propiedades. De esta forma, se produce la horizonación o formación de capas del material que por si sola describe las características más representativas de los diferentes tipos de suelos, rasgo que los diferencia claramente de las rocas. A estas capas se les denomina horizontes y su superposición constituye el perfil del suelo. Los horizontes constituyen las unidades para el estudio y para la clasificación de los suelos. Son capas aproximadamente paralelas a la superficie del terreno. Se establecen en función de cambios de las propiedades y constituyentes (que son el resultado de la actuación de los procesos de formación del suelo) con respecto a las capas inmediatas. Generalmente bastan sólo tres propiedades para establecer la horizonación de un suelo: 96 • color, • textura y • estructura. ECOLOGÍA I Aunque otras propiedades, como la consistencia, son a veces de gran ayuda. El más mínimo cambio detectado (en una sola o en varias de estas propiedades) es suficiente para diferenciar un nuevo horizonte. • Horizontes Principales "A, B, C" y Roca Madre Para designar a los horizontes del suelo se usan un conjunto de letras y de números. Se han identificado cuatro horizontes principales como A, B, C y Roca Madre. Sin embargo según sus características cada una puede presentar sub-horizontes u Horizontes Nuevos o presentar Horizontes de transición, cuando el límite entre los horizontes inmediatos es muy difuso y representan por la combinación de dos horizontes y en muchos casos presentar Horizontes mezcla que constan de partes entremezcladas. Horizonte A. Formado en la superficie principalmente por Materia Orgánica. 97 ECOLOGÍA I Típicamente de color gris oscuro, más o menos negro, pero cuando contiene poca materia orgánica (suelos cultivados) puede ser claro. Estructura migajosa y granular. Cuando la materia orgánica esta formada por organismos sin descomponer forma el nuevo Horizonte H, cuando forma turbas o una capa de hojarasca sobre la superficie del suelo (propio de los bosques) toma el nombre de Horizonte O. • Horizonte B. Horizonte de enriquecimiento con material inorgánico como arcilla (iluvial o in situ), óxidos de Fe y Al (iluviales o in situ) o con materia orgánica (sólo si es de origen iluvial; no in situ), o también 98 ECOLOGÍA I enriquecimiento por lavado de carbonatos de las rocas. El color del horizonte B varia de pardos y rojos que varian de intensidad y tonalidad (más o menos rojo que el material original procedente del horizonte C). En suelos arcillosos generalmente surge el Horizonte E que es un horizonte de fuerte lavado y se ubica entre A y B. Contiene menos materia orgánica que A, menos arcilla y óxidos de Fe y Al que A y B 99 ECOLOGÍA I • Horizonte C. Formado por Material geológico original. Sin desarrollo de estructura edáfica. Blando, suelto, se puede cavar con una azada. Puede estar meteorizado. • Horizonte R. Es la Roca Dura o Roca Madre. Material original. No se puede cavar. 100 ECOLOGÍA I Es importante comprender que el suelo no es un cuerpo estático sino que mantiene un equilibrio dinámico con el medio que lo rodea. De modo que continuamente se está formando y destruyendo. Su destrucción está provocada por los fenómenos erosivos cuya intensidad natural es similar a la de su formación, una vez alcanzado el equilibrio y alcanzado el espesor máximo que corresponde a su situación natural. De esta forma, el suelo es un recurso naturalmente renovable, cuando la velocidad de su destrucción es proporcional a su formación. LA FERTILIDAD DEL SUELO Es la capacidad de un suelo para suministrar todos y cada uno de los nutrientes que necesitan las plantas en el momento, cantidad y forma adecuados La principal cualidad del suelo en relación con el crecimiento de las plantas es su fertilidad, que se basa en el conjunto de sus componentes y propiedades. La fertilidad del suelo depende de varios factores. Los mas importantes son: 1. La disponibilidad de agua: Los suelos sin agua, como en los desiertos, no pueden hacer crecer las plantas por la falta de este elemento esencial. La calidad del agua también es importante. Si el agua es salada sólo dejará crecer plantas con alta resistencia a la sal. 2. El espesor del suelo útil: Se refiere a la capa de materiales sueltos, o sea los horizontes O, A y B. La falta de los horizontes O u A 101 ECOLOGÍA I significa que los suelos son pobres en materia orgánica y, en consecuencia, de poca fertilidad. 3. La cantidad de materia orgánica presente: La materia orgánica o humus es esencial para la fertilidad de los suelos. 4. Los organismos vivos del suelo: Los organismos vivos del suelo juegan un rol muy importante en la transformación de la materia orgánica. Su presencia es indispensable para la fertilidad de los suelos. Cuando el suelo se contamina, por exceso de pesticidas y fertilizantes químicos, los organismos vivos se reducen o mueren, lo que afecta la fertilidad. 5. La capacidad de almacenar las sustancias nutritivas contenidas en el agua: Esta capacidad se conoce como fuerza de absorción. La mayor capacidad la tienen los coloides del suelo, a los que pertenecen en primer lugar las arcillas y el humus. Gracias a su carga eléctrica estos coloides pueden almacenar compuestos minerales esenciales para las plantas. Estos elementos minerales esenciales son los siguientes: Macronutrientes: necesarios en proporciones mayores como derivados del agua y del aire (carbono - C, hidrógeno - H, y oxígeno - O); derivados de minerales (calcio - Ca, magnesio - Mg, y potasio - K); derivados de materia orgánica (nitrógeno - N); y derivados de minerales y materia orgánica (fósforo - P, y azufre S). Micronutrientes: necesarios en proporciones muy pequeñas. Son el boro (B), el cloro (Cl), el cobre (Cu), el fierro (Fe), el manganeso (Mn), el molibdeno (Mo) y el zinc (Zn). 102 ECOLOGÍA I 6. La reacción química del suelo o el pH: Es la expresión del contenido de iones de hidrógeno (H+) y oxidrilo (OH-) en el suelo, como consecuencia de las diversas reacciones químicas. El pH se mide con pHchímetros de diversos tipos y sobre una escala de 1 a 14. Un valor menor a 6,5 indica suelos ácidos; entre 6,5 y 7,4 indica suelos neutros; encima de 7,5 indica suelos alcalinos. Los mejores suelos son los neutros o de valores cercanos a pH neutro. Los suelos demasiado ácidos o alcalinos no son buenos para la agricultura. Esta condición puede ser corregida mediante técnicas de preparación, siempre que sea posible y rentable. Cuando es muy caro para las actividades agrícolas se podrán plantar bosques con especies adecuadas a esas condiciones. Basados en la intervención del hombre sobre estos componentes y propiedades se han identicado dos tipos de fertilidad: Fertilidad Natural. Es la fertilidad propia de los suelos vírgenes en los que existe un equilibrio dinámico entre el suelo y la vegetación que soporta. Fertilidad adquirida. Es un término asociado a los suelos cultivados o a los que han sufrido algún tipo de intervención humana. 103 ECOLOGÍA I ADICIÓN DE NUTRIENTES PROBLEMAS DEL SUELO Los principales problemas que afectan al suelo son: • • Desertificación • La Erosión • La deforestación indiscriminada • El sobrepastoreo y • El cultivo mal realizado La Desertificación se entiende como la degradación de las tierras de zonas áridas, semiáridas y subhúmedas secas resultante de diversos factores, tales como las variaciones climáticas y las actividades humanas. Estas tierras representan más de un tercio de la superficie terrestre. La "desertificación" es un proceso por el que las tierras afectadas pierden su capacidad productiva. Aunque se registra degradación de tierras en todas la regiones del mundo, sólo se considera "desertificación" cuando se produce en tierras secas. El 70% de los 5.200 millones de hectáreas de tierras secas que se 104 ECOLOGÍA I utilizan con fines agrícolas en todo el mundo ya están degradadas (Down to Earth, Secretaría de la CLD). • La erosión del suelo es la pérdida de las capas fértiles del suelo, principalmente el Horizonte A y B. Cuando esto ocurre, el suelo queda desprovisto de vegetación y queda expuesto a la acción mecánica de arrastre de las lluvias, los torrentes arrastran las partículas del suelo hacia arroyos y ríos. El suelo, desprovisto de la capa superficial, pierde la materia orgánica (humus) y entra en un proceso de deterioro que puede originar hasta un desierto. Se han identificado algunas formas de erosión, tales como: (a) Erosión Eólica causada por el viento, (b) Erosión Hídrica, causada por el impacto de las gotas de lluvia sobre un suelo sin cubierta vegetal, asi como por las escorrentias formadas por las lluvias, riachuelos y otros, (c) Erosión Económica que consiste en la expansión de las áreas urbanas sobre áreas agrícolas por causa del crecimiento de las ciudades. Dentro de este proceso la erosión hídrica es la que más deteriora la fertilidad del suelo afectando el 55,7% del suelo cultivable. 105 ECOLOGÍA I La Erosión Económica es el resultado de la expansión urbana en tierras cultivables • La deforestación es el proceso por el cual la tierra pierde sus bosques en manos de los hombres. Implica la pérdida de materia orgánica que impide el desarrollo de los horizontes superficiales. Esto los hace más susceptibles a la erosión y desaparición, dejando en superficie a los horizontes más profundos, que no tienen la calidad necesaria para el desarrollo vegetal. • El sobrepastoreo es la desaparición de extensas áreas de pasto debido a la excesiva abundancia de herbívoros generalmente procedentes de la crianza de animales mayores. El sobrepastoreo genera una fuerte degradación física causada por (a) la compactación del suelo, provocada por el pisoteo del ganado y consecuentemente (b) la desaparición de la cubierta herbácea (c) agravada por la eliminación de la elasticidad superficial que impide la circulación de aire y formación de costras superficiales impermeables al agua. El sobrepastoreo y el mal manejo impiden el 106 ECOLOGÍA I paso de las raíces y del agua, afectando a la profundidad útil del suelo. • El mal manejo de cultivo provoca un efecto parecido a los anteriores en cuanto a la disminución de la materia orgánica, pues disminuye la aireación de lasa capas superficiales y acelera la mineralización de los restos orgánicos. Entre las actividades de mal manejo podemos mencionar: o La aplicación continuada de fertilizantes sintéticos como los abonos acidificantes que alteran el equlibrio químico. o La aplicación de aguas de riego de elevada salinidad que provoca excesiva concentración de sodio en el complejo coloidal causando la excesiva dispersión de arcilla y el consiguiente deterioro estructural. 107 ECOLOGÍA I No se debe irrigar los cultivos con agua de mar ni agua potable. El agua salada causa el deterioro químico más importante y el agua potable, daña al tejido vegetal por la presencia de cloro. o La siembra de especies de plantas no adaptadas al tipo de suelo, lo que demanda la adecuación del suelo a la planta cultivada mediante la aplicación de abonos que igualmente alteran el equilibrio químico, el pH, la difusión de moléculas nutritivas y principalmente alteran el medioambiente natural de los microorganismos propios del suelo en cuestión. 108 ECOLOGÍA I o Uso desmedido de pesticidas. SITUACION ACTUAL Un estudio realizado en 1991 por el "Global Assessmente of Soil Degradation" (GLASOD,) reporto que en la tierra existen 3200 millones de ha de suelo disponibles. Esto significa solo el 6.3 % de la superficie del planeta, y que equivale al 21 % de la superficie sólida. Sin embargo, 1961 millones de ha de suelo están afectadas por la degradación producida por la intervención humana, como se indica en el siguiente cuadro: 109 ECOLOGÍA I PRINCIPALES CAUSAS DE LA DEGRADACIÓN • • • • • 110 Deforestación y explotación de bosques (574Mha) Sobrepastoreo (679Mha Manejo incorrecto de suelos agrícolas (552Mha) Sobreexplotación de la vegetación para usos domésticos (133Mha) Actividades industriales (23Mha). ECOLOGÍA I NUTRIENTES CICLOS BIOGEOQUÍMICOS.- CICLO DEL CARBONO, NITRÓGENO, FÓSFORO, AZUFRE, OXÍGENO Ciclos Biogeoquímicos o de la materia- Los elementos químicos que forman los seres vivos (oxígeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno, azufre y fósforo, etc.) van pasando de unos niveles tróficos a otros. Las plantas los recogen del suelo o de la atmósfera y los convierten en moléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos). Los animales los toman de las plantas o de otros animales. Después los van devolviendo a la tierra, la atmósfera o las aguas por la respiración, las heces o la descomposición de los cadáveres, cuando mueren. De esta forma encontramos en todo ecosistema unos ciclos del oxígeno, el carbono, hidrógeno, nitrógeno, etc. cuyo estudio es esencial para conocer su funcionamiento. CICLO BIOGEOQUIMICO Es el flujo de elementos químicos que forman parte de la materia viva. Los elementos están presentes en la atmósfera, hidrosfera y geosfera y son incorporados por los seres vivos a sus tejidos. De esta manera, siguen un ciclo biogeoquímico que tiene una zona abiótica y una zona biótica 111 ECOLOGÍA I ELEMENTOS QUÍMICOS EN EL ECOSISTEMA. Los seres vivos están formados por elementos químicos, fundamentalmente por oxígeno, hidrógeno, carbono y nitrógeno que, en conjunto, suponen más del 95% de peso de los seres vivos. El resto es fósforo, azufre, calcio, potasio, y otros elementos presentes en cantidades muy pequeñas, aunque algunos de ellos muy importantes para el metabolismo. Estos elementos también se encuentran en la naturaleza no viva, acumulados en depósitos. Así, en la atmósfera hay O2, N2 y CO2. En el suelo H2O, nitratos, fosfatos y otras sales. En las rocas fosfatos, carbonatos, etc. CICLO DEL CARBONO El carbono es elemento básico en la formación de las moléculas de carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos, pues todas las moléculas orgánicas están formadas por cadenas de carbonos enlazados entre sí. La reserva fundamental de carbono, en moléculas de CO2 que los seres vivos puedan asimilar, es la atmósfera y la hidrosfera. Este gas está en la atmósfera en una concentración de más del 0,03% y cada año aproximadamente un 5% de estas reservas de CO2, se consumen en los procesos de fotosíntesis, es decir que todo el anhídrido carbónico se renueva en la atmósfera cada 20 años. 112 ECOLOGÍA I La vuelta de CO2 a la atmósfera se hace cuando en la respiración los seres vivos oxidan los alimentos produciendo CO2. En el conjunto de la biosfera la mayor parte de la respiración la hacen las raíces de las plantas y los organismos del suelo y no, como podría parecer, los animales más visibles. Los seres vivos acuáticos toman el CO2 del agua. La solubilidad de este gas en el agua es muy superior a la de otros gases, como el O2 o el N2, porque reacciona con el agua formando ácido carbónico. En los ecosistemas marinos algunos organismos convierten parte del CO2 que toman en CaCO3 que necesitan para formar sus conchas, caparazones o masas rocosas en el caso de los arrecifes. Cuando estos organismos mueren sus caparazones se depositan en el fondo formando rocas sedimentarias calizas en el que el C queda retirado del ciclo durante miles y millones de años. Este C volverá lentamente al ciclo cuando se van disolviendo las rocas. 113 ECOLOGÍA I EL CICLO DEL CARBONO El petróleo, carbón y la materia orgánica acumulados en el suelo son resultado de épocas en las que se ha devuelto menos CO2 a la atmósfera del que se tomaba. Así apareció el O2 en la atmósfera. Si hoy consumiéramos todos los combustibles fósiles almacenados, el O2 desaparecería de la atmósfera. Como veremos el ritmo creciente al que estamos devolviendo CO2 a la atmósfera, por la actividad humana, es 114 ECOLOGÍA I motivo de preocupación respecto al nivel de efecto invernadero que puede estar provocando, con el cambio climático consiguiente. CICLO DEL NITRÓGENO Los organismos emplean el nitrógeno en la síntesis de proteínas, ácidos nucleicos (ADN y ARN) y otras moléculas fundamentales del metabolismo. Su reserva fundamental es la atmósfera, en donde se encuentra en forma de N2, pero esta molécula no puede ser utilizada directamente por la mayoría de los seres vivos (exceptuando algunas bacterias). Esas bacterias y algas cianofíceas que pueden usar el N2 del aire juegan un papel muy importante en el ciclo de este elemento al hacer la fijación del nitrógeno. De esta forma convierten el N2 en otras formas químicas (nitratos y amonio) asimilables por las plantas. 115 ECOLOGÍA I El amonio (NH4+) y el nitrato (NO3-) lo pueden tomar las plantas por las raíces y usarlo en su metabolismo. Usan esos átomos de N para la síntesis de las proteínas y ácidos nucleicos. Los animales obtienen su nitrógeno al comer a las plantas o a otros animales. En el metabolismo de los compuestos nitrogenados en los animales acaba formándose ión amonio que es muy tóxico y debe ser eliminado. Esta eliminación se hace en forma de amoniaco (algunos peces y organismos acuáticos), o en forma de urea (el hombre y otros mamíferos) o en forma de ácido úrico (aves y otros animales de zonas secas). Estos compuestos van a la tierra o al agua de donde pueden tomarlos de nuevo las plantas o ser usados por algunas bacterias. 116 ECOLOGÍA I Algunas bacterias convierten amoniaco en nitrito y otras transforman este en nitrato. Una de estas bacterias (Rhizobium) se aloja en nódulos de las raíces de las leguminosas (alfalfa, alubia, etc.) y por eso esta clase de plantas son tan interesantes para hacer un abonado natural de los suelos. Donde existe un exceso de materia orgánica en el mantillo, en condiciones anaerobias, hay otras bacterias que producen desnitrificación, convirtiendo los compuestos de N en N2, lo que hace que se pierda de nuevo nitrógeno del ecosistema a la atmósfera. A pesar de este ciclo, el N suele ser uno de los elementos que escasean y que es factor limitante de la productividad de muchos ecosistemas. Tradicionalmente se han abonado los suelos con nitratos para mejorar los rendimientos agrícolas. Durante muchos años se usaron productos naturales ricos en nitrógeno como el guano o el nitrato de Chile. Desde que se consiguió la síntesis artificial de amoniaco por el proceso Haber fue posible fabricar abonos nitrogenados que se emplean actualmente en grandes cantidades en la agricultura. Como veremos su mal uso produce, a veces, problemas de contaminación en las aguas: la eutrofización. 117 ECOLOGÍA I 118 ECOLOGÍA I CICLO DEL FóSFORO El fósforo es un componente esencial de los organismos. Forma parte de los ácidos nucleicos (ADN y ARN); del ATP (adenosín trifosfato) y de otras moléculas que tienen PO43- y que almacenan la energía química; de los fosfolípidos que forman las membranas celulares; y de los huesos y dientes de los animales. Está en pequeñas cantidades en las plantas, en proporciones de un 0,2%, aproximadamente. En los animales hasta el 1% de su masa puede ser fósforo. Su reserva fundamental en la naturaleza es la corteza terrestre. Por meteorización de las rocas o sacado por las cenizas volcánicas, queda disponible para que lo puedan tomar las plantas. Con facilidad es arrastrado por las aguas y llega al mar. Parte del que es arrastrado sedimenta al fondo del mar y forma rocas que tardarán millones de años en volver a emerger y liberar de nuevo las sales de fósforo. Otra parte es absorbida por el plancton que, a su vez, es comido por organismos filtradores de plancton, como algunas especies de peces. Cuando estos peces son comidos por aves que tienen sus nidos en tierra, devuelven parte del fósforo en las heces (guano) a tierra. Es el principal factor limitante en los ecosistemas acuáticos y en los lugares en los que las corrientes marinas suben del fondo, arrastrando fósforo del que se ha ido sedimentando, el plancton prolifera en la superficie. Al haber tanto alimento se multiplican los bancos de peces, formándose las grandes pesquerías del Gran Sol, costas occidentales de Africa y América del Sur y otras. 119 ECOLOGÍA I Con los compuestos de fósforo que se recogen directamente de los grandes depósitos acumulados en algunos lugares de la tierra se abonan los terrenos de cultivo, a veces en cantidades desmesuradas, originándose problemas de eutrofización. CICLO DEL AZUFRE Es menos importante que los otros elementos que hemos visto, pero imprescindible porque forma parte de las proteínas. Su reserva fundamental es la corteza terrestre y es usado por los seres vivos en pequeñas cantidades. La actividad industrial del hombre esta provocando exceso de emisiones de gases sulfurosos a la atmósfera y ocasionando problemas como la lluvia ácida. CICLO DEL OXíGENO El oxígeno es el elemento químico más abundante en los seres vivos. Forma parte del agua y de todo tipo de moléculas orgánicas. Como molécula, en forma de O2, su presencia en la atmósfera se debe a la actividad fotosintética de primitivos organismos. Al principio debió ser una sustancia tóxica para la vida, por su gran poder oxidante. Todavía ahora, una atmósfera de oxígeno puro produce daños irreparables en las células. Pero el metabolismo celular se adaptó a usar la molécula de oxígeno como agente oxidante de los alimentos abriendo así una nueva vía de obtención de energía mucho más eficiente que la anaeróbica. La reserva fundamental de oxígeno utilizable por los seres vivos está en la atmósfera. Su ciclo está estrechamente vinculado al del carbono pues 120 ECOLOGÍA I el proceso por el que el C es asimilado por las plantas (fotosíntesis), supone también devolución del oxígeno a la atmósfera, mientras que el proceso de respiración ocasiona el efecto contrario. Otra parte del ciclo natural del oxígeno que tiene un notable interés indirecto para los seres vivos de la superficie de la Tierra es su conversión en ozono. Las moléculas de O2, activadas por las radiaciones muy energéticas de onda corta, se rompen en átomos libres de oxígeno que reaccionan con otras moléculas de O2, formando O3 (ozono). Esta reacción es reversible, de forma que el ozono, absorbiendo radiaciones ultravioletas vuelve a convertirse en O2. 121 ECOLOGÍA I EL CICLO DEL FÓSFORO MATERIA ORGÁNICA POLVO VOLCÁNICO GUANO DE ISLA SUELO CUESTIONARIO 1.- ¿Qué es especie? Ejemplos. 2.- ¿Qué es el hábitat? Ejemplos. 3.- Adaptación del caballo de paso Peruano. 4.- ¿Qué es nicho psicológico? 5.- ¿Por que el Perú es un país megadiverso? 6.- ¿Clases de Biodiversidad? Ejemplos. 122 ROCA FOSFÓRICA ECOLOGÍA I ESPECIE La especie es la unidad básica empleada para clasificar e identificar las millones de formas de vida en la tierra. Una especie esta constituida por individuos provistos de características estructurales y funcionales tan similares que generan una mutua identidad entre si y las diferencia de otras formas de vida. El carácter fundamental que une a los miembros de una especie es la capacidad de cruzarse entre si y generar descendientes que, a su vez, son capaces también de reproducirse. Es decir, el criterio básico para clasificar a los individuos dentro de una especie es la información genética exclusiva que comparten y que transmiten a sus descendientes en generaciones sucesivas. Al aparearse un león y una leona cada uno transmite la mitad de su información genética a la descendencia. Como los progenitores pertenecen a la misma especie Felis leo, la información genética de ambos es compatible y producen leones hijos fértiles. Las futuras generaciones una tras otra reciben esa misma información genética y asegura la continuidad de la especie en el tiempo. 123 ECOLOGÍA I Los leones y leopardos pertenecen a la familia de los Felinos y están estrechamente emparentados, por lo que pueden cruzarse entre si y dar crías que reciben el nombre de leopones. Pero, los leones y leopardo son especies distintas, razón por la cual los leopones no son fértiles debido a que la información genética de ambos son incompatibles y no pueden transmitirlo a sucesivas generaciones. Por lo tanto, el leopon no es una especie SUB-ESPECIES, VARIEDADES Y RAZAS Dentro de una especie, algunas poblaciones pueden quedar geográficamente aisladas. Con el tiempo, cada grupo puede adquirir rasgos que los distinguen de otros miembros de la misma especie, pero los grupos pueden aun cruzarse entre si generar descendencia fértil. Estos grupos se llaman Sub-especies. Inducidos por diversos factores tales como las distancias geográficas, los cambios ambientales, la recombinación genética y las mutaciones, las especies pueden incrementar sus diferencias en tal magnitud que, al cruzarse, generen descendientes infértiles o simplemente ya no puedan 124 ECOLOGÍA I cruzarse. Siendo así, se habrán conformado nuevas especies diferentes entre si inducidos por los factores mencionados. El carbonero común que vive en Europa y África ha adquirido diferencias en los matices del color de plumaje, metabolismo funcional frente al Carbonero que vive en Asia. Debido a las distancias geográficas ambas se han convertido en sub-especies. De la misma forma, el camachuelo europeo y el camachuelo asiático son sub-especies. Con el tiempo estas sub-especies pueden convertirse en especies diferentes Cuando una barrera separa a algunos miembros de una especie del grueso de la población, algunos cambios pueden hacerse mas frecuentes en la población aislada. Con el tiempo, el grupo aislado puede hacerse tan diferente del grupo originario que los descendientes de ambos no se pueden aparear. De esta forma se habrá originado una nueva especie 125 ECOLOGÍA I Las mariposas atraviesan una colina sin restricciones. La colina no constituye una barrera física eficaz. Con el tiempo la colina toma la forma de una cresta y luego una cordillera. Dos grupos de mariposas evolucionan separadas hasta dar lugar a especies distintas. La erosión produce una brecha en la cordillera y permite el contacto de ambas poblaciones de mariposas. Sin embargo, siendo especies diferentes no pueden cruzarse. Si ambos tienen hábitos alimenticios diferentes no tendrán que competir por los mismos recursos y podrán cohabitar pacíficamente como dos especies distintas. El hombre aprendió a aparear a miembros seleccionados de una especie para obtener individuos con características determinadas. Como resultado obtuvo individuos distintos a los progenitores pero sin alterar la base genética común de la especie. Estos nuevos individuos surgidos con rasgos diferentes a sus progenitores pero siendo miembros de la misma especie se denominan razas. 126 ECOLOGÍA I Los egipcios iniciaron la crianza de gatos hace unos 3,500 años atrás y hoy existen unas 30 razas diferentes. Se especula que ellos descienden del gato salvaje africano que todavía viven en ese continente. Los diferentes tipos de coles que hoy se cultivan proceden de la col salvaje que hoy crece aun en las montañas del Mediterráneo donde probablemente se inicio su cultivo unos 8,000 años atrás. Los agrónomos han producido nuevas variedades que son de uso común en la alimentación humana. Las razas y variedades suelen obtenerse como resultado de una cruza selectiva con la finalidad de encontrar una especie elite con caracteres deseables a los propósitos del hombre. 127 ECOLOGÍA I La raza de gato himalayo surgió de la cruzas repetidas entre los gatos persas y siameses. El gato himalayo tiene características de sus dos progenitores La base genética del Caballo de Paso Peruano se encuentra en los genes que aportaron el Berebere africano (Marruecos), el Frisón procedente de la región alemana de Frisia, el caballo Árabe, el Ibérico de rejoneo, ancestros del Andaluz español y el Berberisco. El Berebere y el Andaluz le dieron garbo al amblar y formación de un cuello fino y firme, el Frisón aporto la tendencia al tipo mediolineo y la elevación en los aires, el Árabe aportó velocidad y soltura en el trote galopante y el Ibérico su agudeza mental para anticiparse al movimiento de sus contendores (historiador Enrique Tord). 128 ECOLOGÍA I EL CABALLO DE PASO PERUANO Una vez introducida la especie equina en el Perú por los conquistadores españoles, los caballos se sometieron a las nuevas condiciones ambientales propias de este país. De inmediato fueron requeridas en diversas actividades además de las labores de conquista. Su adaptación no fue fácil y los criadores de caballos se esforzaron por seleccionar los mejores individuos y realizar sucesivas cruzas con la finalidad de obtener un animal capaz de adaptarse a la variada geografía: la árida y caliente costa, las empinadas cordilleras, profundas quebradas y el frío intenso de los Andes; asimismo, un animal capaz de adecuar su metabolismo a la frugal comida y poca agua para resistir largas jornadas de viaje por las dunas y arenales costeros y los desiertos fríos de las punas. Como resultado de un paciente trabajo de Selección Genética surgieron hermosos ejemplares que desde entonces hasta hoy, se caracterizan por tener un cuerpo compacto y musculoso, ancho y profundo, de patas cortas y fuertes, cabeza plana y ancha con ojos brillantes y expresivos, cuello arqueado y relativamente corto pero bien proporcionado con el resto de la estructura y funcionalmente apto para rendir en las duras tareas a que estaban destinados. Esta nueva raza pronto se hizo famosa por su andar conocido como "llano de paso" que, consiste en una marcha lateral especial a cuatro pasos, en las que, las patas delanteras se arquean lateralmente, al estilo de los brazos de un nadador, las patas traseras ejecutan una zancada larga y recta, manteniendo bajo los cuartos traseros. De esta forma, el caballo ejecuta un andar rítmico y 129 ECOLOGÍA I armonioso, alternativo, lento y agradable, en el que su centro de gravedad permanece casi inmóvil, dando lugar a una equitación confortable, sin sacudidas. Este es el Caballo de Paso Peruano. Durante el virreinato esta nueva raza equina jugo un rol protagónico en las principales actividades económicas. Contribuyo significativamente en la agricultura como animal de tiro y de ronda en los campos de cultivo y transporte de cargamentos de cosecha, igualmente constituyo el mejor medio de transporte de minerales y productos comerciales de los arrieros (comerciantes que transportaban mercadería a lomo de bestia) entre los pueblos y ciudades del país. Durante la republica su protagonismo declino gradualmente. En la agricultura costeña quedo relegado por la mecanización de las labores agrícolas. En el transporte fue relegado por la navegación a vapor que unió los valles costeros a lo largo del litoral, mientras que en la sierra, fue relegado por la construcción del ferrocarril que unió transversalmente los Andes y la costa. Por ultimo, la aparición de los automóviles y los camiones en las primeras décadas del siglo XX confino al caballo de paso a servir en distancias cortas y caer casi en el olvido. Fue el presidente lambayecano Augusto B. Leguia quién propició la organización del Primer Concurso del Mejor Caballo de Paso Peruano que se realizó en la Pampa de Amancaes (hoy distrito del Rimac) en 1927; lo cual significó su revaloración, su crianza y principalmente la continuación de su selección genética, esta vez, con criterio sistemático y rigor científico, el mismo que ha adquirido un carácter tradicional pleno de vigencia en la actualidad. 130 ECOLOGÍA I Su aislamiento geográfico del resto del mundo por más de 400 años, ha facilitado la mejora genética y la obtención de una de las razas más puras del mundo; siendo hoy considerada como un galardón importante en la selección genética equina jamás lograda. Por sus meritos intrínsecos el Caballo de Paso Peruano se ha impuesto como un símbolo nacional del Perú y destaca en el mundo por su derroche de elegancia, finura, elasticidad, brío y donosura. HABITAT Es el espacio individual y lugar preciso donde vive cada organismo en un ecosistema. El hábitat constituye una porción del espacio ecológico caracterizado por ciertas variaciones en los factores ambientales. El hábitat es el lugar de residencia de una especie o individuo, donde el conjunto de factores activos influyen sobre su desarrollo, es decir, el "hábitat" alude a las condiciones medioambientales en que se presenta la especie. Por ejemplo el choro y el muymuy conviven en el litoral marino pero tienen habitaos diferentes; el hábitat del muymuy es la orilla arenosa y del choro es la orilla rocosa Cada especie escoge su hábitat porque encuentra condiciones físicas convenientes con recursos necesarios para su existencia y le brinde relativa seguridad. La selección del hábitat depende de: 1. La capacidad de la especie de colonizar y dispersarse en el hábitat seleccionado. 131 ECOLOGÍA I 2. Las Interacciones con otras especies que afectan al volumen del nicho. NICHO ECOLOGICO El nicho ecológico es un concepto, no un lugar físico a diferencia del hábitat. Se denomina nicho ecológico al rol funcional de cada organismo en un ecosistema. El nicho es el “ingenio” o estrategia que utiliza cada especie para sobrevivir mejor, por ejemplo, la forma de alimentarse, de competir con otras, de cazar, de evitar ser comida. En otras palabras, es la función, “profesión” u “oficio” que cumple una especie animal o vegetal para mantener una población viable dentro del ecosistema. La vicuña y el puma conviven en el pajonal de puna, pero el nicho de la vicuña es el ser herbívoro y presa y el nicho del puma es el ser carnívoro y depredador de la vicuña 132 ECOLOGÍA I El nicho ecológico se divide en nicho fundamental y nicho efectivo. El nicho fundamental depende de las potencialidades de la especie. El nicho efectivo es el conjunto de condiciones y recursos que permite a una especie el mantenimiento de una población viable incluso con depredadores y competidores. 133 ECOLOGÍA I El papel que desempeñan las especie es único en cualquier ecosistema y depende de los que “saben hacer” en sus “profesiones” de polinizadores, fotosintetizadores, carroñeros, distribuidores de semillas, descomponedores de materia orgánica, depredadores, etc., con lo cual influyen sobre otras especies y también son influenciados por ellos. La presencia de diferentes especies en un mismo nicho permite que las especies convivan en un mismo hábitat, cumplan funciones distintas y no compitan entre si. Cuando en un ecosistema el nicho de dos especies corresponde a roles funcionales similares se desencadena la Competencia Interespecífica, hasta que una especie logra ser la dominante o elimine a su competidora. Una forma en que se produce el desequilibrio en ecosistemas naturales, es debida a la introducción de especies animales o vegetales exóticas. En muchos casos, estas especies introducidas entran en competencia (lucha por ocupar un mismo nicho ecológico) con las especies autóctonas; esto genera un proceso de desplazamiento de estas últimas y en muchos casos la nueva especie (exótica) se convierte en plaga, afectando seriamente el ecosistema y repercutiendo también en las actividades socioeconómicas 134 ECOLOGÍA I El nicho ecológico permite que en un área determinada convivan muchas especies herbívoras o carnívoras u omnívoras, habiéndose especializado cada una en una determinada planta o presa, sin hacerse competencia unas a otras. Esto se ha logrado a través de un largo proceso de especialización y qué implica que en el tiempo han sobrevivido las especies que han logrado adaptarse a una determinada función y han desarrollado hasta ciertos órganos especializados. 135 ECOLOGÍA I 136 ECOLOGÍA I ECOSISTEMA INTRODUCCIÓN La superficie de la tierra esta provista de una capa viva formada por todos los seres vivos y se llama biosfera. Existen muchas áreas pequeñas o grandes donde los seres vivos están organizados en unidades llamadas ecosistemas como son los bosques, campiñas, lagos y estepas. A los individuos de una especie de organismos, se los denomina población. Un ecosistema puede contener diversas poblaciones, tales como una población de árboles, una población de ardillas y una población de mariposas. La suma de poblaciones de un ecosistema conforman las comunidades. Los organismos viven en poblaciones que se estructuran en comunidades. El concepto más importante para el estudio de la Ecología es el del ecosistema. El ecosistema es más amplio que una comunidad porque, abarca no solo, los elementos vivos organizados en comunidad, sino también, el ambiente no vivo, con todas las características de clima, temperatura, sustancias químicas presentes, condiciones geológicas, etc. El estudio del ecosistema destaca no solo las relaciones que mantienen entre sí los seres vivos que componen la comunidad, sino también las relaciones con los factores no vivos. Estas interacciones, están regulados por mecanismos que les permiten alcanzar una condición de equilibrio dinámico, lo que le confiere estabilidad al ecosistema. 137 ECOLOGÍA I Todo ser vivo depende no solo del medioambiente en que vive, sino también de la manera en que los factores físicos químicos y biológicos se combinan para formar una gran variedad de ambientes en distintas partes de la biosfera. Es importante destacar que la vida humana al igual que la vida silvestre se desarrolla en estrecha relación con la naturaleza y que su funcionamiento nos afecta totalmente. Es un error creer que los adelantos tecnológicos: cohetes, automóviles, estaciones satelitales, grandes casas, industria, etc. nos permiten vivir al margen del resto de la biosfera. El estudio de los ecosistemas nos demuestra la profundidad de estas relaciones. CONCEPTO DE ECOSISTEMA El ecosistema se define como la unidad funcional fundamental de la biosfera. El termino de Ecosistema describe una unidad natural (área geográfica) conformada por elementos vivientes e inertes, con interacciones mutuas para producir un sistema estable en el cual el intercambio de sustancias entre seres vivos y sustancias inertes es de tipo circular. En el nivel de organización, el ecosistema funciona como un sistema abierto (definido dentro del espacio y el tiempo) donde existe una integración y autorregulación entre los elementos no vivientes del ecosistema (factores físicos, químicos y fisicoquímicos) con los factores biológicos multiespecíficos, es decir con la diversidad de especies que conforman la comunidad. 138 ECOLOGÍA I Un ecosistema puede ser tan grande como el océano o un bosque, o uno de los ciclos de los elementos, o tan pequeño como un acuario que contiene peces tropicales, plantas verdes y caracoles o un jardín. Para calificarla de un ecosistema, la unidad ha de ser un sistema estable, donde el recambio de materiales sigue un camino circular. Todo ecosistema posee tres atributos primarios: composición, estructura y función. COMPOSICION, es la identidad y variedad de elementos vivos y novivos que en conjunto conforman la medidas de riqueza de especies y de la diversidad genética y factores que influyen sobre ellos. Estos componentes se han agrupado en dos grandes grupos: Componentes Bióticos y Abióticos. ESTRUCTURA, es la organización física o el patrón del sistema que incluye la complejidad de hábitats, abundancias y patrón de distribución relativa de especies en un área geográfica. FUNCION, comprende los procesos que mantienen vivos los ecosistemas: • Procesos ecológicos (ejemplo; flujo de la energía, ciclos de la materia, dinámica poblacional y de comunidades, etc.) • Procesos evolutivos (ejemplo; flujo genético, procesos adaptativos y co-evolutivos de las especies, perturbaciones, interacciones, etc.) 139 ECOLOGÍA I Nivel Composición Estructura Función Conectividad Dispersión Tipos y Paisaje regional extensión de ecosistemas Flujo de la Energía Ecosistema- Identidad de Disponibilidad de Comunidad especies agua Abundancia Utilización de Procesos relativa hábitat demográficos Especie / Población Genético Diversidad de alelos COMPONENTES ESTRUCTURALES 140 Polimorfismo Interacciones bióticas Efectos de la consanguinidad ECOLOGÍA I 1. COMPONENTES BIÓTICOS Son todos aquellos que tienen vida, sean organismos unicelulares u organismos pluricelulares, por ejemplo animales, vegetales y microorganismos. Según el rol que cumplen y aporte que brindan a la estabilidad del ecosistema los organismos vivos se identifican como productores, consumidores y desintegradotes. • Autótrofos o Productores Autótrofos son organismos capaces de producir o sintetizar su propio alimento a partir de sustancias inorgánicas sencillas como el bióxido de carbono, agua sales minerales a través del proceso de fotosíntesis. A este grupo de organismos se les denomina productores. Es decir todos los organismos Autótrofos son Productores. A este grupo pertenecen todas las plantas verdes tanto acuáticas como terrestres porque pueden fabricar los azucares que son el compuesto orgánico fundamental para el funcionamiento celular ya que son sustancias de alta energía que sirve de combustible para todos los procesos celulares. En un ambiente acuático como lagos y mares, se pueden distinguir dos tipos de productores: ¾ Las plantas mayores que crecen sobre la orilla o flotan en aguas poco profundas. ¾ Las plantas flotantes microscópicas, en su mayor parte bacterias y algas fotosintetizadoras, que se distribuyen por todo el líquido, hasta la profundidad máxima alcanzada por la luz. 141 ECOLOGÍA I Estas plantas pequeñas, que se designan colectivamente con el nombre de fitoplancton, no suelen ser visibles, salvo si las hay en gran cantidad, y se evidencian por el matiz verdoso que se observa en los cuerpos de agua, como el mar verdoso de la costa peruana. El fitoplancton es un grupo productor de alimentos más importante para el lago que las plantas visibles. • Heterótrofos Consumidores o Heterótrofos, organismos incapaces de producir su alimento, y requieren utilizar el alimento elaborado por los fotosintetizadotes. Por esta razón se les denomina Consumidores. Los organismos consumidores son heterótrofos y son totalmente dependientes de los Productores. A este grupo pertenecen todos los animales que viven a expensas de vegetales o de otros animales, también los insectos y sus larvas, crustáceos, peces y bivalvos tanto del agua dulce como del ambiente marino. Los Heterótrofos se pueden subdividir en: ¾ Herbívoros o Consumidores Primarios, es decir, animales que se nutren de vegetales, como los conejos, los rumiantes, etc. ¾ Omnívoros o Consumidores Secundarios, son animales que se alimentan tanto de plantas como de otros animales, como diversas aves, el oso de anteojos, el sajino, etc. A esta categoría también pertenece el hombre. 142 ECOLOGÍA I ¾ Carnívoros o Consumidores Secundarios, son animales que se alimentan de animales herbívoros, como los felinos, lobos, etc. ¾ Carnívoros secundarios o Consumidores Terciarios, son animales que se alimentan de carroña, como las hienas o los buitres. • Degradadores o Reductores También llamados Descomponedores, son aquellos descomponen los compuestos orgánicos de células procedentes del productor muerto y organismos consumidores en moléculas orgánicas pequeñas, que utilizan como alimento. A este grupo pertenecen los microorganismos: bacterias, hongos y protozoarios, los cuales se nutren de las excreciones y organismos muertos, liberando materiales sencillos o elementos químicos que volverán a ser utilizados por los productores (vegetales). También pertenecen a este grupo los gusanos, algunos insectos. Los degradadores se ocupan de la descomposición y reincorporación de las materias primas que utilizarán los Autótrofos, cerrándose así el ciclo. Aún el ecosistema más grande y más completo puede demostrarse que está constituido por los mismos componentes: organismos productores, consumidores y desintegradores, y componentes inorgánicos. 143 ECOLOGÍA I 144 ECOLOGÍA I 2. COMPONENTES ABIÓTICOS Los componentes abióticos está conformado por las materiales inorgánicos que forman la base para la vida tales como el oxígeno, el dióxido de carbono, el agua, el carbono, el nitrógeno, el fósforo, el azufre, el potasio, el calcio y las diversas sales minerales. Asimismo, la Energía es un componente abiótico fundamental y casi exclusivamente proveniente del Sol y el Espacio donde discurren los ecosistemas (cuevas, lagos, playa arenosa, playa pedregosa, etc.). LUZ SOLAR Esta es la fuente principal de energía de todo ecosistema. Además de su efecto térmico, la luz solar es la materia prima energética para el proceso Productivo que fotosíntesis. el ecosistema lleva a cabo mediante la Del total de radiación solar que llega a la superficie terrestre se calcula que solo el 2 % logra convertirse en Biomasa (principal producto de la fotosíntesis). Este bajo porcentaje de conversión se debe entre otras razones, a que según el espectro de luz solar no todas las fases del espectro son aprovechadas, sino, solo la porción de radiación visible, tanto en el ambiente terrestre como en el acuático. Uno de los efectos más importantes de la luz es la producción de clorofila, realizada por los organismos fotosintéticos terrestres y marinos. 145 ECOLOGÍA I Además de la importancia en el proceso de Producción de Biomasa, la luz solar, también es importante por uno de sus efectos: la Temperatura. La energía térmica procedente de la luz solar se expresa de dos maneras en la naturaleza: (a) uno es la temperatura, considerada como la intensidad de la energía expresada en grados (centígrados, Fahrenheit, Kelvin) y otra (b) es la cantidad de calor, medido en calorías, contenido por un cuerpo; las calorías de un material por ejemplo un alimento, indican la cantidad de energía química que este posee almacenada. Tanto la Luz como la temperatura y calor tiene efectos en los seres vivos. Pueden generar en ellos (a) Cambios fisiológicos: En general el aumento de la temperatura acelera los procesos fisiológicos. Los organismos tienen 146 un límite de resistencia al incremento de ECOLOGÍA I temperatura cuando se rebasa ese límite automáticamente buscan la manera de contrarrestar esta temperatura. Este esfuerzo permanente en sucesivas generaciones se traduce en otro cambio (b) Cambio Genético el cual se expresa como Adaptaciones útiles en la sobrevivencia. Por ejemplo el color de pigmentos de algunas algas se han adaptado para utilizar la fracción de luz roja del espectro de luz a profundidades de agua donde la fracción de luz verde no logra penetrar. Otro ejemplo es el cambio de color de piel de los camaleones de acuerdo al reflejo de luz en los ambientes donde habita con lo cual se mimetiza para incrementar su seguridad. La luz y calor combinados con la humedad atmosférica determinan los climas. Por ejemplo, en las regiones tropicales de bosque lluviosos, la presencia de las nubes disminuye la perdida de la radiación térmica que se recibió durante el día, lo cual permite que las temperaturas diurnas y nocturnas sean mas o menos uniformes. En los polos se localizan las temperaturas mas bajas, ya que los veranos reciben una menor radiación solar. Algunas especies excepcionales pueden realizar sus funciones vitales a temperaturas inferiores a la congelación, así como determinados organismos pueden soportar temperaturas superiores a los 45 grados centígrados. AGUA 147 ECOLOGÍA I Es la substancia más abundante sobre la tierra, puesto que cubre un 78 % de la superficie; los océanos tienen una superficie dos veces mayor que la de los continentes, y desde un punto de vista volumétrico, estos implican un espacio vital 300 veces mayor que el terrestre; además el agua es uno de los elementos indispensables para la vida, ya que es el componente más abundante de los seres vivos (60 a 70 % en el ser humano), forma parte de las células, del plasma sanguíneo y del líquido intersticial, es el disolvente general del organismo y líquido imprescindible para el transporte, la regulación térmica, las funciones metabólicas. El agua es un recurso renovable que determina la clasificación del ambiente en dos grandes hábitats, el acuático y el terrestre. La evaporación del agua que se acumula en la atmósfera, es determinante para los climas de la tierra donde se encuentra en permanente movimiento entre la atmosfera y la tierra lo que se conoce como Ciclo Hidrologico. PRESION ATMOSFERICA El aire es una mezcla gaseosa que contiene 79 % de nitrógeno, 20 % de oxígeno y 0.03 % de bióxido de carbono. La presión atmosférica varia con la altura, la temperatura y los fenómenos meteorológicos; de ahí que en grandes alturas, donde escasea el oxígeno, la vida sea prácticamente imposible, particularmente para los vertebrados homeotermos (de sangre caliente), a excepción de ciertos invertebrados y vertebrados inferiores. La altura máxima habitada 148 ECOLOGÍA I por el hombre es el Tíbet, a unos 5 mil metros sobre el nivel del mar mientras que en el Peru la ciudad mas alta es Cerro de Pasco a 4,338 msnm La presión también presenta efectos distintos: en el aire, cada vez que se ascienden 300 metros la presión baja, mientras que en el mar cada vez que se descienden 10 metros, la presión acuática sube. Estas variaciones condicionarán en mucho los patrones de distribución característicos de los seres vivos en ambos medios. Nitrógeno Oxigeno Dióxido de carbono VIENTO Viento es un factor importante en el ecosistema porque favorece la circulación de los gases, influyendo en el ciclo del agua durante los procesos de transpiración, evaporación y transporte de humedad. El viento ayuda en la polinización y dispersión de las semillas. SUELO Es el más común de los ecosistemas terrestres; el suelo se deriva de la erosión de las rocas causadas por factores físicos, químicos y 149 ECOLOGÍA I biológicos. El suelo es importante porque posee todas las reservas de materiales orgánicos, minerales, agua y oxígeno que se requieren para el buen funcionamiento tanto de los Productores como de los Consumidores. Los productores que dependen de l suelo son las plantas mientras que los consumidores del suelo son organismos menores gusanos, hongos, bacterias no fotosintéticas, actinomicetos, protozoarios, etcétera. En el suelo, la materia orgánica se degrada paulatinamente a través de los ciclos de mineralización hasta producir humus a partir de heces fecales y cadáveres de los organismos que viven sobre y dentro del suelo. Por lo tanto el humus es el material formado por las secreciones de las raíces de las plantas y materia orgánica proveniente de los organismos de la superficie. Por otro lado el suelo se forma por la Meteorización (atomización) de los minerales procedentes de la Roca Madre que el material sólido de origen geológico del cual se forman las arcillas, arenas y el limo. Estos materiales proporciona a las plantas los Minerales indispensables como N, P, Ca, K,Cl, Zn, Fe, Cu, B, La proporción de humus y minerales se distribuyen en el suelo en las capas u Horizontes (A, B, C) desde la superficie hasta niveles profundos de la Roca Madre. Muchos consideran el horizonte B como “suelo verdadero” porque contiene la combinación de humus y minerales en el mejor estado de asimilación por la planta. El suelo, además de ser un reservorio de nutrientes, desempeña un importante rol en la regulación del equilibrio ecológico mediante “reciclaje biológico de materiales”, el cual se desarrolla a partir de la 150 ECOLOGÍA I mineralización de la materia orgánica, proceso que se establece a través de los “Ciclos Biogeoquímicos” del nitrógeno, carbono, hidrógeno, azufre, etcétera. ALTITUD Y LATITUD En general, los aumentos progresivos de latitud y altitud causan efectos térmicos que modifican la distribución de los seres vivos, los que peculiarmente presentan formas de dispersión paralelas si se trata del aumento de latitud que se define como el alejamiento paulatino del ecuador, o del aumento de altitud que se refiere a la altura sobre el nivel del mar. 151 ECOLOGÍA I COMPONENTES FUNCIONALES Un ecosistema es una unidad muy dinámica cuyo funcionamiento es similar en cualquier ámbito geográfico. Todo ecosistema requiere de una fuente de energía que fluya a través de los distintos componentes para mantener la vida, movilizar el agua, los minerales y otros elementos físicos del ecosistema. La fuente primera y principal de energía es el sol. En todos los ecosistemas existe un movimiento continuo de los materiales. Los diferentes elementos químicos pasan del suelo, el agua o el aire a los organismos y de unos seres vivos a otros, hasta que vuelven, cerrándose el ciclo, al suelo o al agua o al aire. De tal forma que la materia se recicla -en un ciclo cerrado- y la energía pasa - fluyegenerando organización en el sistema. Estas dos condiciones básicas de flujo tanto de energía como de materiales da por resultado tres procesos 152 ECOLOGÍA I fundamentales que caracteriza a todo ecosistema. Estos son: El Flujo de Energía, el Ciclo de Nutrientes y las Cadenas Alimenticias. 1. FLUJO DE ENERGÍA El ecosistema se mantiene en funcionamiento gracias al flujo de energía que va pasando de un nivel a otro. La energía fluye a través de la cadena alimentaria sólo en una dirección: Se inicia a partir del sol, se transfiere sucesivamente de los productores a los consumidores, luego a los degradadores o descomponedores en forma unidireccional. 153 ECOLOGÍA I La energía entra en el ecosistema en forma de energía luminosa y sale en forma de calor que ya no puede reutilizarse para mantener otro ecosistema en funcionamiento, por esto no es posible un ciclo de la energía similar al de los elementos químicos Flujo de Energía a través del Ecosistema es unidireccional es decir en un solo sentido. El diagrama muestra como la energía (flechas oscuras) y los nutrientes inorgánicos (flechas claras) fluyen a través del ecosistema. Es conveniente destacar algunos conceptos. La energía "fluye" a través del ecosistema como enlaces carbono-carbono. Presente en las sustancias orgánicas como los azucares, proteínas, etc. Cuando ocurre la respiración, los enlaces carbono-carbono se rompen y el carbono se combina con el oxígeno para formar dióxido de carbono (CO2). Este 154 ECOLOGÍA I proceso libera energía, la que es usada por el organismo (para mover sus músculos, digerir alimento, excretar desechos, pensar, etc.) o perdida en forma de calor. Las flechas oscuras en el diagrama representa el movimiento de esta energía. Observe que toda la energía proviene del sol, y que el destino final de toda la energía es perderse en forma de calor. Los nutrientes inorgánicos son otro componente del flujo energético y se caracterizan porque no contienen uniones carbono-carbono. Algunos de estos nutrientes inorgánicos son el fósforo que se encuentra en los dientes, huesos y membranas celulares; el nitrógeno en sus aminoácidos (las piezas básicas de las proteínas); y el hierro en la sangre, etc. El flujo de los nutrientes se representa con flechas claras. Los autótrofos obtienen estos nutrientes inorgánicos del suelo que es el 'almacen' de nutrientes inorgánicos. Estos nutrientes inorgánicos pasan de organismo a organismo cuando uno es consumido por otro. Al final, todos los organismos mueren y se convierten en detrito, alimento para los descomponedores. En esta etapa, la energía restante es extraida (y perdida como calor) y los nutrientes inorgánicos son regresados al suelo o agua para se utilizados de nuevo. Por esto, los nutrientes inorganicos se reciclan a diferencia de la energia. En resumen, todo flujo de energía y de nutrientes inorgánicos presenta las siguientes características: 1. La fuente primaria (en la mayoría de los ecosistemas) de energía es el sol. 155 ECOLOGÍA I 2. El destino final de la energía en los ecosistemas es perderse como calor. 3. La energía y los nutrientes pasan de un organismo a otro a través de la cadena alimenticia a medida que un organismo se come a otro. 4. Los descomponedores o degradadores extraen la energía que permanece en los restos de los organismos. 5. Los nutrientes inorgánicos son reciclados pero la energía no. Calor Flujo de energía: Flujo de materia: 2. CADENAS ALIMENTICIAS La energía luminosa que llega a la Tierra desde el Sol se transforma en energía química en forma de alimentos y pasa de unos organismos a otros y conforma la Cadena Trofica o Cadena Alimenticia. CADENA ALIMENTICIA La transferencia de la energía alimenticia desde su origen en las plantas a través de una sucesión de organismos, donde cada uno 156 ECOLOGÍA I devora al que le precede y es devorado a su vez por el que le sigue, se llama cadena alimenticia. La cadena se inicia con los productores, a través de ella se transforma la energía de los nutrientes, conforme un organismo se alimenta de otro. En una cadena alimenticia encontramos distintos niveles tróficos: productores, consumidores primarios, consumidores secundarios, consumidores terciarios y descomponedores. El número de eslabones de la cadena debe ser limitado a no más de cuatro o cinco, precisamente por la gran degradación de la energía en cada uno. NIVEL TROFICO La descripción de la Cadena Alimenticia permite clasificar a los organismos de acuerdo al lugar que ocupa el organismo en la cadena en esta cadena. Este orden por donde fluye la energía toma el nombre de RED TROFICA o CADENA TROFICA. Toda red trofica esta conformada por las siguientes niveles o categorías de organismos: • Los productores, son Autótrofos, es decir, son organismos capaces de sintetizar materia orgánica a partir de compuestos inorgánicos y energía solar. • Los consumidores, son heterótrofos, significa que requieren de una fuente de alimentación por su incapacidad para sintetizar materia orgánica. 157 ECOLOGÍA I • Los descomponedores, son saprófagos, esto es, que se alimentan de materia orgánica muerta. La red tróficas comienzan en las plantas o productores que captan la energía luminosa con su actividad fotosintética y la convierten en energía química almacenada en moléculas orgánicas. Las plantas son devoradas por otros seres vivos que forman el nivel trófico de los consumidores primarios (herbívoros). Pero los herbívoros suelen ser presa, generalmente, de los carnívoros (depredadores) que son consumidores secundarios. En muchos casos estos carnívoros son presa de otros carnívoros a los que se llama consumidor terciario. Todo ser vivo muere, y la biomasa muerta es atacada por descomponedores o detritívoros, como algunos hongos o bacterias que se alimentan de los residuos muertos y detritos. Así, la naturaleza soluciona el problema de los residuos. 158 ECOLOGÍA I BIODIVERSIDAD El término biodiversidad es la abreviación de "diversidad biológica." Es la increíble variedad de vida en la Tierra - las plantas, animales, hábitats, y culturas humanas que pueblan al planeta. Y es el conjunto de todas las interconexiones que soportan y enlazan estas cosas vivientes en una frágil red de la vida. Los distintos tipos de seres vivos que pueblan nuestro planeta en la actualidad son resultado de este proceso de evolución y diversificación unido a la extinción de millones de especies. El proceso de extinción es, por tanto, algo natural, pero los cambios que los humanos estamos provocando en el ambiente en los últimos siglos están acelerando muy peligrosamente el ritmo de extinción de especies. Se está disminuyendo alarmantemente la biodiversidad. El término biodiversidad es cada vez mas utilizado en la sociedad actual. Cada vez es mayor el número de personas que conocen los problemas globales del medio ambiente que están acelerando la extinción de especies y manifiestan mayor interés en abordar la problemática desde diferentes disciplinas (economía, legislación, ingeniería, administración, química, agronomía, antropología y psicología social, entre otros). Sin embargo, es muy importante entender adecuadamente el significado y los alcances de la biodiversidad. 159 ECOLOGÍA I CONCEPTO DE BIODIVERSIDAD: PRINCIPIOS Y FUNDAMENTOS El termino Biodiversidad define la totalidad de genes, de especies, de ecosistemas que la naturaleza ha producido en el tiempo y también define las manifestaciones de cultura que el hombre ha podido desarrollar en una región. La riqueza actual de la vida en la Tierra es el producto de cientos de millones de años de evolución histórica. Los organismos que han habitado la Tierra desde la aparición de la vida hasta la actualidad han sido muy variados. Los seres vivos han ido evolucionando continuamente, formándose nuevas especies y extinguiéndose otras. De esta forma, la presencia de los diversos organismos fueron modelando y dando un carácter particular a los ecosistemas. Se calcula que sólo sobreviven en la actualidad alrededor del 1% de las especies que alguna vez han habitado la Tierra. Por otro lado, a lo largo del tiempo, surgieron culturas humanas que se adaptaron al entorno local, descubriendo y usando los recursos bióticos locales. Por lo tanto, la biodiversidad ha sido modelada, además, por la domesticación e hibridación de variedades locales de cultivos y animales de cría. La biodiversidad está determinada por tres tipos de elementos: biológico, ecológico y cultural (Halffter y Favila, en prensa), que determinan tres diversidades (Toledo et al.,1993): i) La diversidad biológica, es la variedad de formas de vida y de adaptaciones de los organismos al ambiente que encontramos en la biosfera. Este termino se refiere a los grupos filogenéticos y a los 160 ECOLOGÍA I procesos evolutivos que han dado lugar a las tasa o tipos de organismos que existen. ii) La diversidad ecológica se refiere a la estructura y funcionamiento y que pueden abordarse al menos desde tres puntos de vista: a) descriptivo; con formalidad matemática y estadística, b) funcional; con conocimientos biológicos detallados y c) evolutivo; con hipótesis susceptibles de comprobación en la realidad. iii) La diversidad cultural, que reconocen la realidad de que la biodiversidad siempre ha sido, es y será transformada por el hombre. La biodiversidad puede dividirse en tres categorías jerarquizadas--los genes, las especies, y los ecosistemas-- que describen aspectos muy diferentes de los sistemas vivientes. CLASIFICACIÓN En el estudio de la biodiversidad es conveniente diferenciar los siguientes niveles: a) Diversidad genética.- consiste en la variación de los genes dentro de las especies Aunque los individuos de una especie tienen semejanzas esenciales entre sí, no son todos iguales. Genéticamente son diferentes y además existen variedades y razas distintas dentro de la especie. Esta diversidad es una gran riqueza de la 161 ECOLOGÍA I especie que facilita su adaptación a cambios ambientales y a su evolución. Por ejemplo las variedades de arroz de la India o las variedades de papa en el Perú. Desde un punto de vista práctico, es importante mantener la diversidad genética de las especies que usamos en los cultivos o en la ganadería. Este termino incluye por igual a las especies domesticadas como a especies silvestres. b) c) Diversidad de especies.- se entiende como la variedad de especies existentes en una región y conforman la “diversidad taxonómica”. La riqueza de las especies en un área geográfica esta determinada no solo por el numero de especies sino también por la estrecha relación existente entre unas especies y otras. La riqueza de especies varía geográficamente, las áreas más cálidas mantienen más especies que las más frías, y las regiones más húmedas son más ricas que las más secas; las zonas con menores variaciones estacionales suelen ser más ricas que aquellas con estaciones muy marcadas; asimismo, las zonas con topografía y clima variados mantienen más especies que las uniformes. 162 ECOLOGÍA I d) Diversidad de ecosistemas. Un ecosistema está formado por una comunidad de organismos que interactúan entre sí y con el medio que le rodea circundante. Son complejas redes ubicadas en espacios geográficos determinados y que pueden ser naturales o creadas por las personas, como los campos de cultivo o las ciudades. Por lo tanto, La diversidad de Ecosistemas ocurre en comunidades naturales constituidas por grupos interactuantes de seres vivos que crecen con fuerza y dependen los unos de los otros en un hábitat o región geográfica en particular, tales como, las mesetas Alto Andinas pobladas de ichu, las praderas de pasto alto de Illinois, las densas selvas tropicales de las islas filipinas o del Amazonas, los arrecifes de coral del Caribe, etc, son ejemplos de diferentes ecosistemas en los cuales viven y evolucionan especies únicas. 163 ECOLOGÍA I Esta variedad de ecosistemas no sólo proporcionan hábitats para plantas y animales sino, ellos también benefician a los seres humanos proporcionando una variedad de servicios. Por ejemplo, los pantanos ayudan a filtrar las aguas subterráneas y a controlar las inundaciones, mientras que las selvas tropicales purifican el aire que respiramos y suministran oxígeno a nuestro mundo. La diversidad de los ecosistemas en un lugar o país se debe, entre otros factores, a las condiciones climáticas y geográficas y a las formas de vida presentes en ella. La vida se ha diversificado porque ha ido adaptándose ha distintos hábitats, siempre formando parte de un sistema complejo de interrelaciones con otros seres vivos y no vivos, en lo que llamamos ecosistemas. Por tanto la diversidad de especies es un reflejo en realidad de la diversidad de ecosistemas y no se puede pensar en las especies como algo aislado del ecosistema. Esto conduce a la idea, tan importante en el aspecto ambiental, de que no se puede mantener la diversidad de especies si no se mantiene la de ecosistemas. De hecho la destrucción de ecosistemas es la principal responsable de la acelerada extinción de los últimos siglos. IMPORTANCIA DE LA BIODIVERSIDAD La importancia de la Biodiversidad esta enfocado en el rol de la diversidad de organismos, con la estructura y funcionamiento de los ecosistemas, con su valor y uso por el hombre (Favila y Halffter, 1997; Schluter y Ricklefs, 1993). Por esta razón, la biodiversidad constituye un 164 ECOLOGÍA I patrimonio de la humanidad por cuanto provee bienes y servicios que contribuyen al bienestar de todas las poblaciones de seres vivos y principalmente a las poblaciones humanas. INTERES DE LA BIODIVERSIDAD La pérdida de biodiversidad influye en varios aspectos: • Obtención de medicinas y alimentos. La biodiversidad es fuente de medicina. Muchas de las medicinas que consumimos tienen origen en la biodiversidad. Por ejemplo la aspirina fue desarrollada en base a un compuesto químico encontrado en un árbol. La quinina ha sido por siglos y continua siendo el remedio mas eficaz en la cura de la enfermedad infectocontagiosa mas nefasta: la malaria. La fuente de quinina es el árbol de la Quina oriundo de la Selva Alta de los Andes Orientales, hoy en peligro de extinción por la tala de árboles en dicha zona. Actualmente se están llevando a cabo muchas investigaciones para descubrir otras medicinas basadas en compuestos que se encuentran en plantas, animales, hongos y bacterias entre otros. La pérdida de esta biodiversidad implicara la perdida de los beneficios que nos brinda. 165 ECOLOGÍA I • Ruptura de relaciones en los ecosistemas. Hay especies que cierran ciclos tróficos o reproductivos en el ecosistema y son, por tanto, especies claves. Por ejemplo, muchas plantas, especialmente tropicales dependen para su polinización de especies concretas de insectos, murciélagos, colibrís u otros animales. Cuando la tortuga de Florida desaparece de un hábitat se ha comprobado que al menos 37 especies de invertebrados desaparecen también. Algunas especies desempeñan funciones claves en el ecosistema al cerrar determinados ciclos (bacterias del nitrógeno, etc.) o convertir contaminantes que los hombres emitimos en sustancias que entran en el ciclo natural de los elementos (bacterias que digieren hidrocarburos, etc.). • Motivos éticos y estéticos. La biodiversidad está compuesta por un gran número de procesos que se regulan entre sí. Por ejemplo está el ciclo del agua o el ciclo del carbón que recicla materiales a través de la tierra. Adicionalmente, la biodiversidad nos da la posibilidad de disfrutar las bellezas que ella contiene. Podemos observar en los bosques la presencia de aves, mamíferos, insectos, plantas y muchas otras cosas, bellezas paisajísticas. CAUSAS DE LA EXTINCIÓN Las actividades humanas que causan extinción de especies y una mayor pérdida de biodiversidad son: 166 ECOLOGÍA I • Alteración y destrucción de ecosistemas.- La destrucción de la selva tropical es la mayor amenaza a la biodiversidad ya que su riqueza de especies es enorme. Otros ecosistemas muy delicados y con gran diversidad son los arrecifes de coral y en los últimos años están teniendo importantes problemas de difícil solución. También están muy maltratados los humedales, pantanos, marismas, etc. En el Perú se destruyen 256,000 has/año 716 has/día • Prácticas agrícolas.- La agricultura ya causa un gran impacto, al exigir convertir ecosistemas diversos en tierras de cultivo. Además los pesticidas, mal utilizado pueden envenenar a muchos organismos además de los que forman las plagas, y los monocultivos introducen una uniformidad tan grande en extensas áreas que reducen enormemente la diversidad. 167 ECOLOGÍA I El uso de abonos y pesticidas contaminan el aire, el agua y el suelo • Caza, exterminio y explotación de animales.- Eran una amenaza para los ganados, la caza y el hombre y por este motivo se procuraba eliminar a animales como el lobo, osos, aves de presa, etc. La caza ha jugado un papel doble. En ocasiones ha servido para conservar cazaderos y lugares protegidos que son valiosos parques naturales en la actualidad. En la actualidad el comercio de especies exóticas, el coleccionismo, la captura de especies con supuestas propiedades curativas (especialmente apreciadas en la farmacopea china), el turismo masivo, etc. amenaza a muy distintas especies. • Introducción de especies nuevas.- El hombre, unas veces voluntariamente para luchas contra plagas o por sus gustos y aficiones y otras involuntariamente con sus desplazamientos y el transporte de mercancías, es un gran introductor de especies nuevas en ecosistemas en los que hasta entonces no existían. Esto es especialmente peligroso en lugares de especial sensibilidad como las islas y los lagos antiguos, que suelen ser ricos en especies endémicas 168 ECOLOGÍA I porque son lugares en los que la evolución se ha producido con muy poco intercambio con las zonas vecinas por las lógicas dificultades geográficas. • Contaminación de aguas y atmósfera.- La contaminación local tiene efectos pequeños en la destrucción de especies, pero las formas de contaminación más generales, como el calentamiento global pueden tener efectos muy dañinos. El deterioro que están sufriendo muchos corales que pierden su coloración al morir el alga simbiótica que los forma se atribuye al calentamiento de las aguas. Los corales, debilitados por la contaminación de las aguas, cuando pierden el alga crecen muy lentamente y con facilidad mueren. Desechos municipales e industriales son vertidos al mar CO2 atmosférico se ha incrementado en un 30% Derrame de petróleo 169 ECOLOGÍA I 170 ECOLOGÍA I BIOETICA Ética (del griego ethika, de ethos, ‘comportamiento’, ‘costumbre’), principios o pautas de la conducta humana, a menudo y de forma impropia llamada moral (del latín mores, ‘costumbre’) y por extensión, el estudio de esos principios a veces llamado filosofía moral. Cada cultura ha desarrollado un modelo ético propio. La ética, como una rama de la filosofía, está considerada como una ciencia normativa, porque se ocupa de las normas de la conducta humana, y para distinguirse de las ciencias formales, como las matemáticas y la lógica, y de las ciencias empíricas, como la química y la física. Las ciencias empíricas sociales, sin embargo, incluyendo la psicología, chocan en algunos puntos con los intereses de la ética ya que ambas estudian la conducta social. Por ejemplo, las ciencias sociales a menudo procuran determinar la relación entre principios éticos particulares y la conducta social, e investigar las condiciones culturales que contribuyen a la formación de esos principios. (Aranguren: objeto material de la ética) BIOÉTICA: DISCURSO CONFORMADO POR LA BIOLOGÍA Y LA ÉTICA • El discurso ético viene a integrarse al discurso de la biología. • Ambos discursos aportancuando hablamos de Bioética y Ambiente, Confluyen los discursos de las ciencias naturales, sociales, económicas, de la salud, etc. 171 ECOLOGÍA I PRINCIPIOS ÉTICOS Los filósofos han intentado determinar la bondad en la conducta de acuerdo con dos principios fundamentales y han considerado algunos tipos de conducta buenos en sí mismos o buenos porque se adaptan a un modelo moral concreto. El primero implica un valor final o summum bonum, deseable en sí mismo y no sólo como un medio para alcanzar un fin. En la historia de la ética hay tres modelos de conducta principales, cada uno de los cuales ha sido propuesto por varios grupos o individuos como el bien más elevado: la felicidad o placer; el deber, la virtud o la obligación y la perfección, el más completo desarrollo de las potencialidades humanas. Dependiendo del marco social, la autoridad invocada para una buena conducta es la voluntad de una Deidad, el modelo de la naturaleza o el dominio de la razón. Cuando la voluntad de una Deidad es la autoridad, la obediencia a los mandamientos divinos o a los textos bíblicos supone la pauta de conducta aceptada. Si el modelo de autoridad es la naturaleza, la pauta es la conformidad con las cualidades atribuidas a la naturaleza humana. Cuando rige la razón, se espera que la conducta moral resulte del pensamiento racional. PRINCIPIOS DE VALOR GENERAL 172 • Sociabilidad del Bien Común. • Responsabilidad. • Subsidiariedad. ECOLOGÍA I POR QUÉ EL HINCAPIÉ EN LOS VALORES? Porque el Homo sapiens es: • Animal de Realidades. • Capaz de Proyectar y Modificar su realidad futura. • Ensimismarse, y transmitir a los demás (Capacidad simbólica) . Lo convierten en sujeto ético al darle poder de decisión valorativa VALORES MORALES • Libertad. • Justicia. • Solidaridad (fraternidad). • Honestidad. • Tolerancia activa. • Disposición al diálogo. • Respeto a la humanidad del “alter ego” 173 ECOLOGÍA I VALORES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL La educación ambiental, coincide con la formación de individuos que en libertad, reconociendo su interdependencia, con buena predisposición al diálogo -ya que los problemas a resolver son comunespuedan resolver, discutir, decidir los mismos. Es en función de esto que se presentan los valores morales como importantes en la enseñanza ambiental. Ya que los valores morales permiten no sólo {[ordenar sino integrar los valores conocimiento, justicia, equidad], y/con [los valores de ciudadanía civil, política, económica, ….]} 174 ECOLOGÍA I LA PROBLEMÁTICA AMBIENTAL • Degradación del entorno. • alteración del clima. • manipulación genética. • nuevos virus. • nuevas armas. • Desequilibrios. o Económico. o Socia. o Demográfico. POSTURAS BIOÉTICAS • ¿Deben tenerse en cuenta los intereses de los agentes sociales? • ¿Cuáles deben ser las relaciones correctas entre el hombre y la naturaleza? IMPORTANCIA ETICA En ecología, las razones dadas para preservar la vida silvestre se basan en la utilidad real o potencial que las especies en estado silvestre, tienen como recursos para los humanos. Muchos conservacionistas, creen que las especies en estado silvestre seguirán desapareciendo a una tasa alarmante, hasta que reemplacemos esta visión de la vida y el ambiente centrada en la especie humana (antropocéntrica), ya sea con una perspectiva centrada en la vida (biocéntrica) o con una visión centralizada en el ecosistema (ecocéntrica). 175 ECOLOGÍA I • Visión Biocéntrica: Cada especie en estado silvestre, tiene el derecho inherente a existir, o al menos el derecho a luchar por existir, igual al de cualquier otra especie. De este modo en términos éticos es incorrecto, acelerar la extinción de cualquier especie. • Visión ecocéntrica: Importancia de preservar la biodiversidad, conservándola o no degradando ecosistemas en su totalidad, en vez de enfocarse, solo en especies individuales o en un organismo en particular. Se basa en el principio de ético de Aldo Leopold, de que algo es correcto cuando tiende a mantener los sistemas que sustentan la vida en la tierra, para nosotros y para otras especies, y es incorrecto cuando tiende a lo contrario. CONFERENCIAS SOBRE MEDIO AMBIENTE Las Conferencias Internacionales sobre Medio Ambiente se han convertido en las reuniones que mayor número de autoridades reúnen en el mundo. La Cumbre de la Tierra celebrada en junio de 1992 en Río de Janeiro, Brasil, convocó a 118 jefes de gobierno y a un innumerable grupo de ministros, altos funcionarios, científicos, expertos, miembros de grupos ecologistas y de ONG. Junto a ellos miles de periodistas se encargaban de comunicar la marcha de la Cumbre a todos los ciudadanos del mundo. Hace treinta años este interés por los temas ambientales era inimaginable. Fue en el final de los años 1960 y en el comienzo de la década de 1970 cuando este interés despertó. Hasta entonces la inquietud por la conservación de la naturaleza había llevado a algunos grupos de personas a promover la creación de Parques Naturales y a 176 ECOLOGÍA I profundizar en los estudios y el conocimiento del medio. Pero es en esos años cuando se empieza a ver de forma muy clara el impacto negativo sobre el medio de algunas actividades humanas. En la actualidad el conocimiento y el cuidado del ambiente están de moda. Se han creado ministerios que se ocupan sólo de este tema. Hay nuevas carreras universitarias, asignaturas en los distintos niveles de enseñanza y gran número de cursos que se refieren a estos temas. Las empresas introducen en sus sistemas de gestión procedimientos que les permiten ser más respetuosas con el ambiente y conseguir productos a los que se denomina "ecológico" o "verdes" porque saben que eso es algo que la sociedad exige y que mejora su imagen. En este capítulo se revisa la historia de las ideas medioambientales y se analiza el problema de la relación entre el hombre y la naturaleza que late en toda la problemática ambiental. También se estudian los instrumentos legislativos, económicos y empresariales que se están poniendo en marcha para proteger el ambiente y promover el desarrollo sostenible. 177 ECOLOGÍA I 178 ECOLOGÍA I GESTION AMBIENTAL Gestión ambiental, conjunto de acciones encaminadas al uso, conservación o aprovechamiento ordenado de los recursos naturales y del medio ambiente en general. Implica la conservación de especies amenazadas, el aprovechamiento cinegético, el aprovechamiento piscícola, la ordenación forestal, la gestión industrial, e incluso, la gestión doméstica. El concepto de gestión lleva implícito el objetivo de eficiencia, por lo que la gestión ambiental implica aprovechar los recursos de modo racional y rentable aplicando criterios de materia y energía. Se debe tender a una filosofía de ahorro y aprovechamiento sostenible. Es una disciplina muy reciente conceptualmente, si bien se ha venido realizando en una u otra forma desde el momento en que el ser humano comenzó a aprovechar los recursos naturales, en un principio en busca de un aumento de la cantidad de alimentos mediante la gestión del suelo. Dado que esta labor implicaba la interacción con su medio ambiente, ya puede ser considerada como una forma de gestión ambiental. No obstante, el sentido que se le otorga a este concepto en la actualidad es de un carácter más conservacionista en relación con el medio ambiente; de hecho asimilamos la gestión ambiental a aquellas acciones encaminadas a preservar el medio ambiente de la acción del ser humano, que tiende a sobreexplotar y a degradar su entorno natural. 179 ECOLOGÍA I Como se ha dicho, la gestión ambiental implica la práctica totalidad de las actividades humanas, ya que transcurren o afectan al medio en mayor o menor grado, y está supeditada a una ordenación previa del territorio y de los usos del mismo. Esta ordenación marca para qué usos puede destinarse el suelo en función de su aptitud potencial como terreno agrícola, como poseedor de minerales aprovechables, como suelo industrial en función de su escasa aptitud para un uso más directo, como residencial en función de la existencia de agua disponible y de una climatología adecuada, o como reservado en función de su valor natural intrínseco, entre otros. Una vez que se ha establecido la ordenación, se diseña una estrategia para gestionar cada parte y uso. A la gestión más o menos productivista o economicista, diseñada para la explotación y aprovechamiento del suelo, se superpone la gestión ambiental. En una industria, por ejemplo, la gestión ambiental implica tanto aquellas acciones encaminadas a hacer el medio ambiente laboral más sano y seguro para los trabajadores, como las que tienen como objeto reducir el consumo de energía y de materias primas haciéndolo óptimo en relación con la producción. Así, el ahorro de energía que se puede obtener por el empleo de maquinaria más eficiente, o el ahorro de agua que se conseguiría por el reciclado de la misma en los procesos productivos, deben considerarse como objetivos de la gestión ambiental de la empresa. Por ello, en muchas empresas se están instaurando sistemas de gestión ambiental destinados, en los casos más sencillos, al ahorro de recursos tan habituales como el papel o la electricidad, consiguiéndose efectos significativamente positivos económica y ambientalmente. 180 ECOLOGÍA I La introducción del concepto de gestión ambiental, en su acepción más conservacionista, ha afectado a todo tipo de actividades humanas. Así, la misma agricultura está dando un giro hacia sistemas de producción más respetuosos con el medio (lo que se ha dado en llamar agricultura biológica o ecológica) reduciendo el empleo de sustancias agresivas y potencialmente contaminantes, como ciertos tipos de abonos y pesticidas. Actividades que transcurrían en la naturaleza con un escaso control, como la caza y la pesca, se han visto favorecidas por la mejora que supone, tanto para la práctica de estas actividades como para la conservación de las especies, la instauración de una gestión ambiental de tipo cinegético o piscícola, en la que se pretende obtener un aprovechamiento sostenible de los animales salvajes sin hacer peligrar el equilibrio ecológico de las comunidades naturales. La gestión ambiental puede también llegar al hogar mediante el ahorro de energía, controlando la generación de residuos al evitarse, por ejemplo, el uso excesivo de embalajes, utilizando productos detergentes poco contaminantes, y reciclando, en cualquier caso, los residuos generados previa clasificación de los mismos. Otros aspectos de la vida cotidiana también pueden verse favorablemente afectados por la aplicación de estos criterios de gestión como, por ejemplo, cuando se realiza la elección de un vehículo para su adquisición: cada vez más los propios fabricantes se preocupan de que los componentes de los coches sean reciclables y de que consuman menos combustible que, por otra parte, es un recurso natural no renovable. Este modo de hacer gestión ambiental a escala familiar puede también reportar ahorros importantes a la economía doméstica y mejorar la calidad general de vida. 181 ECOLOGÍA I IMPACTO AMBIENTAL Es la alteración que se produce en el ambiente cuando se lleva a cabo un proyecto o una actividad. Las obras públicas como la construcción de una carretera, un pantano o un puerto deportivo; las ciudades; las industrias; una zona de recreo para pasear por el campo o hacer escalada; una granja o un campo de cultivo; cualquier actividad de estas tiene un impacto sobre el medio. La alteración no siempre es negativa. Puede ser favorable o desfavorable para el medio. En los impactos ambientales hay que tener en cuenta: • Signo: si es positivo y sirve para mejorar el medio ambiente o si es negativo y degrada la zona. • Intensidad: según la destrucción del ambiente sea total, alta, media o baja. • Extensión: según afecte a un lugar muy concreto y se llama puntual, o a una zona algo mayor -parcial-, o a una gran parte del medio impacto extremo- o a todo -total-. Hay impactos de ubicación crítica: como puede ser un vertido en un río poco antes de una toma de agua para consumo humano: será un impacto puntual, pero en un lugar crítico. • El momento en que se manifiesta y así distinguimos impacto latente que se manifiesta al cabo del tiempo, como puede ser el caso de la contaminación de un suelo como consecuencia de que se vayan acumulando pesticidas u otros productos químicos, poco a poco, en ese lugar. Otros impactos son inmediatos o a corto plazo y algunos son críticos como puede ser ruido por la noche, cerca de un hospital. 182 ECOLOGÍA I • Persistencia. Se dice que es fugaz si dura menos de 1 año; si dura de 1 a 3 años es temporal y pertinaz si dura de 4 a diez años. Si es para siempre sería permanente. • Recuperación. Según sea más o menos fácil de reparar distinguimos irrecuperables, reversibles, mitigables, recuperables, etc. • Suma de efectos: A veces la alteración final causada por un conjunto de impactos es mayor que la suma de todos los individuales y se habla de efecto sinérgico. Así, por ejemplo dos carreteras de montaña, pueden tener cada una su impacto, pero si luego se hace un tercer tramo que, aunque sea corto, une las dos y sirve para enlazar dos zonas antes alejadas, el efecto conjunto puede ser que aumente mucho el tráfico por el conjunto de las tres. Eso sería un efecto sinérgico. • Periodicidad. Distinguimos si el impacto es continuo como una cantera, por ejemplo; o discontinuo como una industria que, de vez en cuando, desprende sustancias contaminantes o periódico o irregular como los incendios forestales. GESTIÓN MEDIOAMBIENTAL EN LAS EMPRESAS La gran mayoría de las empresas reconocen hoy día que tienen que tener una preocupación eficaz por el ambiente. Unas veces por convencimiento propio y otras por la presión de la opinión pública o de la legislación, las actividades industriales y empresariales se ven obligadas a incorporar tecnologías limpias y a poner medios para evitar el deterioro del ambiente. 183 ECOLOGÍA I En los últimos años ha aumentado el número de empresas que se ponen objetivos o tienen programas en cuestiones de medioambiente. La finalidad, en bastantes casos, no es solo cumplir con la legislación ambiental sino colaborar en la mejora de la situación. SISTEMA DE GESTIÓN MEDIOAMBIENTAL (SGMA) Se conoce con este nombre al sistema de gestión que sigue una empresa para conseguir unos objetivos medioambientales. La empresa que implanta un SGMA se compromete a fijarse objetivos que mejoran el medioambiente, a poner en marcha procedimientos para conseguir esos objetivos y a controlar que el plan está siendo cumplido. Los principales objetivos de un sistema de este tipo son: • Garantizar el cumplimiento de la legislación medioambiental. • Identificar y prevenir los efectos negativos que la actividad de la empresa produce sobre el ambiente y analizar los riesgos que pueden llegar a la empresa como consecuencia de impactos ambientales accidentales que pueda producir. Por ejemplo, una industria química que produce un determinado tipo de vertidos debe conocer el impacto que está teniendo sobre el ambiente con su actividad normal, pero también tiene que prever que riesgos se pueden derivar de posibles accidentes como puede ser el caso de la rotura de un depósito, un incendio o similares. • Concretar la manera de trabajar que se debe seguir en esa empresa para alcanzar los objetivos que se han propuesto en cuestiones ambientales. 184 ECOLOGÍA I • Fijar el personal, el dinero y otros recursos que la empresa tendrá que dedicar para sacar adelante este sistema, asegurándose de que van a funcionar adecuadamente cuando se necesiten, por ejemplo, en caso de un accidente de los que comentábamos antes. INSTRUMENTOS PARA UN SISTEMA DE GESTIÓN MEDIOAMBIENTAL Los instrumentos más habitualmente usados son: • La investigación, la educación, la planificación y otros planteamientos generales. • Evaluación del Impacto Ambiental. • Etiquetado ecológico que está directamente relacionado con el Análisis del Ciclo de Vida del producto, como veremos. • Auditoría de medio ambiente, muy relacionada con la obtención de Certificaciones como la ISO 14 000 u otras similares. Las actividades que las empresas hacen para poner en marcha un buen sistema de gestión medioambiental tienen como finalidad prevenir y corregir. Prevenir es más eficaz que corregir. Es especialmente necesario cuando se está pensando en poner en marcha una nueva industria, la construcción de una carretera u otra obra pública, o cuando se piensa introducir una modificación en lo que ya se tiene. En estos casos es mucho más eficaz y barato prever lo que puede causar problemas y solucionarlo antes, que intentar corregirlo cuando ya se está con la actividad en marcha. 185 ECOLOGÍA I EVALUACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL (EIA) Antes de empezar determinadas obras públicas o proyectos o actividades que pueden producir impactos importantes en el ambiente, la legislación obliga a hacer una Evaluación del Impacto Ambiental que producirán si se llevan a cabo. La finalidad de la EIA es identificar, predecir e interpretar los impactos que esa actividad producirá si es ejecutada. Los pasos a dar para hacer una EIA son: a. Estudio de Impacto Ambiental (EsIA).- Para hacer una EIA primero hace falta un Estudio de Impacto Ambiental que es el documento que hacen los técnicos identificando los impactos, la posibilidad de corregirlos, los efectos que producirán, etc. Debe ser lo más objetivo posible, sin interpretaciones ni valoraciones, sino recogiendo datos. Es un estudio multidisciplinario por lo que tiene que fijarse en como afectará al clima, suelo, agua; conocer la naturaleza que se va a ver afectada: plantas, animales, ecosistemas; los valores culturales o históricos, etc.; analizar la legislación que afecta al proyecto; ver como afectará a las actividades humanas: agricultura, vistas, empleo, calidad de vida, etc. b. Declaración de Impacto Ambiental (DIA).- La Declaración de Impacto Ambiental la hacen los organismos o autoridades medioambientales a las que corresponde el tema después de analizar el Estudio de Impacto Ambiental y las alegaciones, objeciones o comentarios que el público en general o las instituciones consultadas hayan hecho. La base para la DIA es el Estudio técnico, pero ese estudio debe estar disponible durante un tiempo de consulta pública 186 ECOLOGÍA I para que toda persona o institución interesada lo conozca y presente al organismo correspondiente sus objeciones o comentarios, si lo desea. Después, con todo este material decide la conveniencia o no de hacer la actividad estudiada y determina las condiciones y medidas que se deben tomar para proteger adecuadamente el ambiente y los recursos naturales. c. Tipos de Evaluaciones de Impacto Ambiental.- La legislación pide estudios más o menos detallados según sea la actividad que se va a realizar. No es lo mismo la instalación de un bar que una pequeña empresa o un gran embalse o una central nuclear. Por eso se distinguen: • Informes medioambientales que se unen a los proyectos y son simplemente indicadores de la incidencia ambiental con las medidas correctoras que se podrían tomar. • Evaluación preliminar que incorpora una primera valoración de impactos que sirve para decidir si es necesaria una valoración más detallado de los impactos de esa actividad o es suficiente con este estudio más superficial. • Evaluación simplificada que es un estudio de profundidad media sobre los impactos ambientales. • Evaluación detallada en la que se profundiza porque la actividad que se está estudiando es de gran envergadura. 187 ECOLOGÍA I Además de los Estudios de Impacto Ambiental hay otras herramientas muy útiles para poner en marcha un Sistema de Gestión Ambiental. Entre ellos están: ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA En el Análisis del Ciclo de Vida de un producto se estudia el impacto que hace desde su fabricación hasta su eliminación. Por eso se suelen llamar también análisis de la cuna a la tumba. La idea de este análisis es que un producto no impacta en el ambiente sólo cuando se usa, sino también cuando se fabrica o se desecha. Así, por ejemplo, un coche cuando está usándose contamina con los gases que expulsa, consume combustibles fósiles o genera neumáticos o baterías gastadas; pero además, en su fabricación se ha empleado energía, materias primas, se han generado residuos sólidos, líquidos y gaseosos, y cuando el coche se hace viejo se convierte en residuos que suponen también un impacto ambiental. ETIQUETADO ECOLÓGICO El etiquetado ecológico es la posibilidad de poner un determinado logotipo en la etiqueta del producto que indica que se ha fabricado siguiendo unos procedimientos regulados y controlados por organismos autorizados. La concesión de estas etiquetas está regulada por normas de la Unión Europea y se concede a productos que "desde la cuna a la tumba" son 188 ECOLOGÍA I respetuoso con el medio ambiente, por tanto exigen un Análisis del Ciclo de Vida del producto previo a la concesión. Con este instrumento se persigue prevenir la contaminación en origen, promoviendo una política de fomento de productos "limpios". AUDITORÍA MEDIOAMBIENTAL (AMA) Se suele llamar también ecoauditoría. Es un instrumento de gestión que comprende una evaluación sistemática, documentada, periódica y objetiva de la eficacia de la organización, el sistema de gestión y los procedimientos destinados a la protección del medio ambiente. Su objeto es: • Facilitar el control, por parte de la dirección de la empresa, de las acciones que pueden tener efectos sobre el ambiente. • Evaluar si se están cumpliendo los requisitos externos que la legislación impone a esa empresa y las obligaciones que en este campo la empresa se ha impuesto a ella misma. Se trata, en definitiva, de hacer un examen de la empresa en todo lo que hace referencia a las cuestiones ambientales para conocer con detalle la situación en la que se encuentran. Son voluntarias para las empresas. Las hace un auditor medioambiental que suele ser externo a la empresa, aunque también es posible que sea de la misma empresa. • Comprobar que se cumple la legislación vigente o saber que hay que hacer para cumplirla. De esta forma se evitan sanciones y problemas con los organismos correspondientes. 189 ECOLOGÍA I • Facilita Ventajas de las AMA, y de los SGMA en general, son: la mejora de la empresa al detectar que es lo que no va bien y proponer soluciones para mejorarlo. • Planificar las emergencias y los accidentes. • Ahorrar costes al mejorar la planificación. Hay empresas que han conseguido ahorros del 50% usando más racionalmente la energía y las materias primas y valorizando sus residuos. • Obtener préstamos y seguros más baratos. Muchos bancos y compañías de seguros exigen auditorías de este estilo antes de hacer sus préstamos o se cubrir los riesgos de accidentes. • Aumentar el valor de las acciones de la empresa. • Conseguir una buena imagen pública y satisfacer al número creciente de ecoconsumidores que contribuyen a la mejora del ambiente seleccionando los productos que compran, según el respeto al ambiente con que hayan sido fabricados. 190 ECOLOGÍA I COSTOS ECOLÓGICOS Y LEGISLACIÓN AMBIENTAL COSTOS AMBIENTALES La definición tradicional de costos ambientales de una empresa comprende costos que son causados por el cumplimiento con las normas ambientales en adición a los costos de producción. Con esa definición resulta que los costos ambientales no se pueden influenciar en al gestión de la empresa. Una definición más amplia integra todos los costos que son asociados con el manejo de los residuos o mejor dicho costos que no existieran si no hubiera residuos esa definición trae una clave mucho más fuerte en gestionar los residuos. Los costos que se tiene que considerar son costos directos e indirectos. Como costos directos se pueden diferenciar entre: • Inversiones por los dispositivos técnicos en la eliminación de residuos (aguas residuales, control de aire, residuos sólidos). • La gestión de estos residuos. Costos para materiales y energía en manejar estos dispositivos. Costos para el personal que se requiere para el mantenimiento de los dispositivos técnicos. 191 ECOLOGÍA I • Costos de eliminación de los residuos. • Costos para la reparación de los dispositivos. • Costos del personal para la formación en el manejo de los residuos. Además se tiene que considerar los costos indirectos. Costos no directamente visibles como: • Costos de materias primas no usadas en el producto. • Costos de energía. • Los costos de impuestos ambientales. • Costos para seguros de responsabilidad civil y de riesgos. • Costos para la propaganda ambiental. • Costos de enfermedades del personal causado por el manejo de sustancias nocivas. • Costos por la pérdida en tiempo de producción por accidentes ambientales. LOS COSTOS DEL AGUA El agua dulce tiene un elevado valor porque es un recurso escaso e imprescindible para la agricultura, la industria y el mantenimiento del paisaje ambiental. El agua es escandalosamente barata, por lo menos en países subáridos como el nuestro (aunque las lluvias inusuales tiendan olvidar nuestra real pobreza hídrica). 192 a hacernos ECOLOGÍA I El recibo de agua representa un monto insignificante comparado con el de electricidad y teléfono. Valor, Costo y precio son tres conceptos diferentes, cuya importancia respectiva está completamente distorsionada en el caso del agua. En nuestro país altamente poblado, el agua dulce tiene un elevado valor porque es un recurso escaso. Por otra parte, hacerla llegar en condiciones a los grifos conlleva un costo considerable en construcción y mantenimiento de embalses y redes de distribución. Pero paradójicamente, tiene un precio muy bajo, porque la mayor parte de los costos no reflejan en ese precio. Lo que debieran ser tasas por obras hidráulicas o por instalaciones potabilizadoras se cubren a cargo de los impuestos. El pago de los costos ecológicos reales se transfiere a la generaciones venideras o simplemente, porque deja de tomarse en cuenta. LOS COSTOS EN EL GANADO La población pobre y las mujeres del medio rural dependen considerablemente del ganado y hay firmes indicios de que el crecimiento total esperado del ganado puede contribuir a mejorar sus ingresos y sus alternativas económicas. Los animales monogástricos (cerdos y aves) serán la fuente mas importante de crecimiento; en 1993 ya representaba el 63% de la carne total consumida en todo el mundo. 193 ECOLOGÍA I Los animales monogástricos ofrecen un índice de transformación de piensos concentrados mejor que los rumiantes y la tecnología dedicada a su producción es más universal. Se requieren en el sector ganadero intervenciones normativas que traten de inclusión de los costos ecológicos en el costo de producto y que proporcionen herramientas (sistemas tributarios, etc.) que den como resultado una mejor distribución geográfica de la producción intensiva. REDUCCIÓN EN LA FUENTE E INTERNACIONALIZACIÓN DE LOS COSTOS Los incidentes y situaciones que han hecho que el público demande un trabajo conjunto de la industria y el gobierno, primero para limpiar los peores basureros y segundo para desarrollar las tecnologías de reducción y destoxificación de desechos. El costo del manejo de desechos debe ser “internalizado”, esto es hacerse parte del costo total de producción. Una vez que se haga esto, la presión del mercado estimulará la industria a reducir los costos disminuyendo empleo en sustancias toxicas cuyo manejo es caro y peligroso. BALANCES ECOLÓGICOS Estos balances se tiene que realizar para conocer las cantidades y en última instancia cuanto dinero se está gastando la empresa auditada en los diferentes rubros como: 194 ECOLOGÍA I • Agua • Aire • Energía • Combustibles • Productos remanentes En la elaboración de un balance ecológico se recomienda trabajar en estas etapas: 1. Selección del equipo de análisis y los recursos para el análisis. 2. Definición de los objetivos y del área de análisis. 3. Primer análisis de operaciones principales y construcción de un diagrama de flujo. 4. Elaboración de una sistemático análisis, de indicadores, de unidades 5. Identificación de fuentes de datos. 6. Elaboración de los datos. 7. Redacción del balance de los materiales y de la energía. 8. Evaluación. LEGISLACIÓN AMBIENTAL Leyes ambientales, áreas de la legislación nacional, regional (como la de la Unión Europea) e internacional, orientadas a la protección del medio ambiente. Los elementos claves de la legislación sobre el medio ambiente incluyen el control de la contaminación producida por el ser humano y la protección de recursos naturales como la fauna, flora y el paisaje, pero las fronteras exactas del problema son difíciles de delimitar y otras muchas áreas de la legislación, como las referentes a la salud y a 195 ECOLOGÍA I la seguridad en el trabajo, la planificación del uso del suelo y la protección de la herencia cultural, tienen implicaciones ambientales. Hay ejemplos de legislación sobre el medio ambiente que se remontan a los tiempos de los romanos y de la edad media que hoy figuran en las leyes nacionales de casi cualquier país, aunque su alcance y grado de detalle varían considerablemente. Constituye uno de los campos legislativos de más rápido crecimiento a nivel mundial. Un área de la legislación medioambiental aborda los principios según los cuales quien daña el medio ambiente queda sometido al pago de compensaciones, así como sobre quién puede solicitar una acción legal ante los tribunales. Aunque importantes, tales principios pueden contribuir poco a impedir los daños al medio ambiente, y la mayor parte de la legislación al respecto consiste, en la actualidad, en diversos tipos de regulación por parte del gobierno. Se emplean varios tipos de enfoque legal que incluyen la prohibición o restricción del uso de ciertas sustancias y la determinación de estándares para los productos. Probablemente, el método más utilizado de regulación ambiental sea la exigencia de licencias u otras formas de autorización para llevar a cabo ciertas actividades, como el vertido de efluentes en el agua o la eliminación de residuos. La implantación eficaz de las leyes ambientales sigue siendo un problema en muchas jurisdicciones, y hoy en día, se presta mayor atención al uso de mecanismos económicos, por ejemplo impuestos especiales, como medio para reforzar o reemplazar sistemas más convencionales de regulación ambiental. 196 ECOLOGÍA I A pesar de la gran variedad de leyes que existen relacionadas con la conservación del medio ambiente, en muchas jurisdicciones están surgiendo una serie de principios y tendencias comunes, reforzados por la creciente cooperación internacional surgida en la década de 1970. La necesidad de prevenir los daños al medio ambiente en origen se ve a menudo reforzada por el requisito de la Evaluación de Impacto Ambiental de las nuevas propuestas y proyectos. El llamado principio de precaución surgió en la década de 1980 como justificación de la regulación medioambiental, incluso en caso de que existieran dudas científicas acerca de las causas exactas del daño al medio ambiente, y fue ratificado en la Cumbre sobre la Tierra celebrada en 1992. Hoy en día, en muchos países existen leyes que otorgan al público el derecho a acceder a la información relacionada con el medio ambiente y a participar en la toma de decisiones respecto a cuestiones que afecten a éste y, cada vez más, las constituciones contienen ciertos principios relacionados con el mismo. La necesidad de garantizar una mayor consistencia entre las diferentes legislaciones sobre el medio ambiente y lograr una integración más efectiva de las preocupaciones medioambientales en otros campos de la ley, como el transporte y el comercio, continúa siendo un desafío. 197 ECOLOGÍA I 198 ECOLOGÍA I BIBLIOGRAFÍA ARMAS RAMÍREZ. C. (2001). Tecnología Ambiental. Ed. APLI GRAF S.R.L. BRACK EGG A. (2000). Ecología del Perú. Ed. BRUÑO. DOMENECH, XAVIER (1994). Química Ambiental. El impacto ambiental de los residuos, Madrid Ed. Mariguano. EDEY A. MAITLAND (1994). El Eslabón Perdido (I). Los Orígenes del Hombre. Ediciones Folio. Barcelona, España. EHRLICH, PAUL, EHRLICH, ANNE (1980). Población, Recursos, Medio Ambiente. Aspectos de Ecología Humana. Ediciones Omega S.A. Barcelona, España. GARRIDO LECCA, HERNAN (1994). Economía y Ecología. Encuentros y desencuentros. Fundación Friedrich Ebert. Lima, Perú.. GREBE LOPEZ, HORST (1991). La Cumbre de Santa Cruz. Un paso hacia el Desarrollo Sostenible. Nueva Sociedad N° 149. Caracas, Venezuela. LOPEZ RAMON,FERNANDO (1997). Caracteres del Derecho Comunitario Europeo Ambiental. Rev. Administración Pública N° 142. Madrid, España. MARTICORENA, BENJAMIN (1993). Recursos Naturales. Tecnología y Desarrollo. Centro de Estudios Regionales Andinos Bartolomé Herrera de las Casas. Cuzco, Perú. 199 ECOLOGÍA I MARTINEZ, I y ARSAGA, J.L.(1997). Los Huesos Temporales de la Sierra de los Huesos (Sierra de Atapuerca, España). Una Aproximación Filogenetica. Journal of Human Evolution. n° 33. Academic Press. EE.UU.. MOKICHI OKADA ASSOCIATION (1999). Arte Médico Japonés, Pan American MOA fundation Inc. Lima, Perú. PHILIPS, J. G (1976). Fisiología Ecológica. H. Blume Ediciones, Madrid. RIGHTMIRE, G.P (1984). La Evolución del Homo erectus. University Cambridge Press, Inglaterra. SUMARRIVA B. Liliana (2000). Manual de Trofoterapia. OPS/ Organización Mundial de la Salud. EsSalud. Lima, Perú. TYLLER MILLER, G. ( 1994). Ecología y Medio Ambiente. Editorial Iberoamericana. Méjico. VAN DAN, CHRIS E (1990). Apuntes Sobre la Deforestación en la Sierra del Perú. F.A.O. Lima, Perú. 200