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INTRODUCCIN A LOS CONCEPTOS
EC LGICOS
Y LA CIENCIA AMBIENTAL
Prof. Antonio E. Matarranz, M. Sc.
Introduccin a los Conceptos Ecolgicos y la Cs. Ambiental A. Matarranz
PRESENTACIN
Regularmente cuando omos mencionar el trmino ecologa, sabemos que el mismo est relacionado con lo que conocemos como medio ambiente
natural; incluso, hay quienes podran definirla como la Ciencia del Medio Ambiente. Esta definicin no deja de ser correcta, sin embargo, es
importante aclarar que la Ecologa se refiere no solo al medio ambiente en trminos generales, sino tambin a los organismos de ese medio y a todas
esas relaciones complejas que se establecen entre ellos.
En los ltimos aos, la Ecologa como ciencia ha tomado una gran importancia, tanto a nivel mundial como nacional,
dada la progresiva situacin de deterioro del Medio Ambiente y las negativas repercusiones que sto tiene sobre
la calidad y nivel de vida de las diferentes poblaciones humanas. Los aspectos ms importantes del desarrollo
econmico, la industrializacin, el control del crecimiento poblacional, entre otros, estn todos estrechamente unidos
a la problemtica ecolgica.
En consecuencia, se hace necesario la puesta en marcha de procesos educativos a diferentes niveles y modalidades, que permitan concienciar y
capacitar a la poblacin en torno a esta temtica, y en especial a aquellos que en su oportunidad tendrn la responsabilidad de tomar decisiones
cuyos impactos sobre el entorno puedan generar consecuencias no deseadas. Hacia ese objetivo se orienta el presente material, con el que
esperamos colaborar en tan importante misin.
Introduccin a los Conceptos Ecolgicos
LA TIERRA
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Algunos Antecedentes Referidos a la Temtica Ambiental (Consultar informacin adicional sobre estos eventos).
Conferencia de las Naciones Unidas Sobre el Medio Humano.
Estocolmo. 1972.
Estrategia Mundial para la Conservacin (PNUMA, WWF, UICN. 1980).
Creacin de la Comisin Mundial Sobre Medio Ambiente y Desarrollo
CMAD-Comisin Brundtland- ONU, 1983.
Convencin de Viena para la Proteccin de la Capa de Ozono. 1985.
Protocolo de Montreal para la Proteccin de la Capa de Ozono. 1987.
Informe Brundtland-Nuestro Futuro Comn, 1987.
Conferencia de las Naciones Unidas Sobre Medio Ambiente y Desarrollo
Cumbre de la Tierra - Brasil`92 .
Protocolo de Kioto sobre Cambio Climtico. 1997.
Cumbre Mundial para el Desarrollo Sostenible Johannesburgo,
Sudfrica, 2002 (RIO + 10).
Cumbre Mundial para el Desarrollo Sostenible Brasil 2012
(RIO + 20).
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Antecedentes Histricos de la Ecologa.
El primer estudioso de las interacciones entre los organismos vivos y su medio Ambiente no vivo fue Teofrasto (327-287 a.C. ), filsofo griego,
condiscpulo de Aristteles; por lo tanto, los orgenes de la Ecologa estaran en la Historia Natural de los griegos y, ms tarde, en el trabajo de los
fisilogos vegetales y animales.
El trmino Ecologa lo estableci el bilogo alemn Ernst H. Haeckel (1834 - 1919) en su obra History of Creation, en el ao de
1869, quien lo defini como el estudio de las relaciones de un organismo con su ambiente inorgnico y orgnico. En particular, Haeckel consideraba
que un organismo cualquiera presentaba relaciones de tipo positivo o amistoso y de tipo negativo o enemistosas con las plantas y animales con los
que conviva. Tal vez su mrito fue percatarse de que el campo de estudio
de la Ecologa no estaba cubierto por ninguna de las ramas de la Biologa de esa poca.
Origen Etimolgico de la Palabra " Ecologa ":
Trmino griego OIKOS = Hogar, Casa, Morada,
Habitat, Lugar en donde se vive.
LOGOS = Estudio de, Ciencia
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Concepto de Ecologa.
Veamos como referencia algunas de las definiciones enunciadas por diferentes autores con respecto a esta ciencia:
" Es la ciencia que estudia las interacciones de los organismos vivos y su
ambiente" (Sutton y Harmon, 1973).
" Es la biologa de los ecosistemas" (R. Margalef, 1974).
" Es el estudio de la estructura y
funcin de la Naturaleza" (Odum, 1982).
Es el estudio de cmo los organismos se relacionan entre si y con el medio no viviente (incluyendo factores como la luz solar, la temperatura, la
humedad y los principios nutritivos vitales) (Miller, Jr. , 2002).
Ciencia que estudia
las interacciones de
los organismos vivos
entre si y con su
ambiente.
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Ramas.
Dada la amplitud del campo de estudio de la Ecologa, la msma ha creado reas, divisiones o ramas especializadas que responden a campos
especficos de estudio. En este sentido podemos citar las siguientes:
5. Autoecologa.
Estudio de las
relaciones entre un
solo tipo de
organismo (una
especie) y el medio
en que vive.
3. Sinecologa. Estudio
de las relaciones entre
diversas especies
pertenecientes a un
mismo grupo y el
medio en que viven.
1. Dinmica de Poblaciones.
Estudia las causas y
modificaciones de la
abundancia de especies en un
medio dado.
2. Ecologa Aplicada.
Representa la tendencia
moderna de proteccin a la
Naturaleza y el equilibrio de
sta en el medio ambiente
rural y urbano.
4. Ecologa de Sistemas. Tal
vez sea la ms moderna rama
de esta ciencia; emplea las
matemticas aplicadas en
modelos matemticos y de
computadoras para lograr la
comprensin de la compleja
problemtica ecolgica.
RAMAS DE LA ECOLOGIA
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Niveles de Organizacin .
Para sus estudios, la Ecologa contempla los siguientes niveles de
organizacin de la Materia:
a) Organismo. Es cualquier forma de vida. Individuo que caracteriza una especie. Se estima existen en la tierra entre 5 y 100 millones, siendo
la mayor parte microorganismos e insectos. Por el momento, los bilogos han identificado y dado nombre slo a 1.8 millones de especies
aproximadamente.
b) Poblacin. Conjunto de organismos de la misma especie que ocupan una misma zona al mismo tiempo ( pinos en un bosque, todas las personas de un pas, etc.)
c) Comunidad. Interacciones de poblaciones de diferentes especies que ocupan un lugar en particular y actan recprocamente las unas sobre las otras.
d) Ecosistema. Comunidad de distintas especies que actan recprocamente las una sobre las otras y sobre el medio ambiente,
establecindose un flujo permanente de materia y energa. Es la Unidad bsica y funcional en Ecologa.
e) Bisfera . Parte del Planeta en donde es posible el desarrollo de la vida. Est formada por la suma de todos los ecosistemas. La Bisfera o Ecsfera alcanza desde la sima ms profunda de los ocanos, unos 20
kilmetros por debajo del nivel del mar, hasta las cumbres de las ms altas montaas.
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Los Ecosistemas:
Estructura, funcionamiento y Conservacin.
Puesto que ningn organismo puede vivir fuera de su ambiente o sin
relacionarse con otras especies, los ecosistemas son las unidades funcionales de la vida sostenible en la Tierra. Un ecosistema puede ser pequeo, como
una corriente de agua o un bosque; tambin pueden ser grandes unidades como ciertos tipos de desiertos, selvas, ocanos, entre otros. Los
ecosistemas pueden ser Naturales o Artificiales (creados por el hombre). Como ejemplos de stos ltimos estn las piscifactoras, los campos
agrcolas, lagos creados con diques, etc. De igual manera, los hay Terrestres y Acuticos.
Aunque es conveniente dividir el mundo vivo en ecosistemas diferentes, las investigaciones revelan que rara vez hay lmites definidos
entre stos y que nunca estn del todo aislados . Muchas especies ocupan y son parte de dos o ms ecosistemas al mismo tiempo, o se trasladan de uno
a otro en diferentes pocas, como ocurre con las aves migratorias. As los ecosistemas se superponen gradualmente en una regin de transicin
conocida como Ecotono, que comparte muchas de las especies y las caractersticas de los ecosistemas adyacentes.
Un Ecosistema es una comunidad de
distintas especies que actan recprocamente
las unas sobre las otras y sobre el medio ambiente de materia y energa.
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De la forma que sea que dividamos, agrupemos y nombremos los ecosistemas, hay que recordar que todos estn relacionados y son
interdependientes. Todas las especies de la tierra, junto con sus ambientes conforman la biosfera. Los ecosistemas locales son unidades con
sostenibilidad, pero sus relaciones globales forman la bisfera. Este concepto puede ser comparado con las clulas que constituyen las unidades
de los sistemas vivos, pero estn vinculadas para formar organismos completos. En este sentido, podemos decir que el ecosistema es la clula de
la Naturaleza.
Estructura de un Ecosistema.
Los principales elementos que conforman un ecosistema podemos clasificarlos como, sigue:
Componentes Abiticos o No Vivientes. Ej. La luz, Aire, La Humedad, los Minerales, etc.
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Componentes Biticos o Con Vida. Ej. Plantas, Animales,
Microorganismos, Seres Humanos.
Importancia. De todos los niveles de organizacin existentes en la Naturaleza, el
ecosistema es el nico que puede mantenerse a si mismo, requiriendo Energa Solar como nico recurso externo. As se produce un flujo o
corriente de energa y el reciclado de materiales que son esenciales para el desarrollo y supervivencia de la comunidad de seres vivos que all habitan.
Cada ecosistema es fsica y biolgicamente diferente, aunque organizado con los mismos principios bsicos. Es decir, los diversos
ecosistemas, Acuticos o Terrestres (Ocanos, Lagos, Bosques, Desiertos, Zona Agrcolas, etc.) de una u otra forma se interrelacionan y
operan todos de la misma manera; es decir, la energa fijada por las plantas fluye a travs de ellos, los nutrientes son reciclados de un grupo a otro y
liberados finalmente mediante descomposicin en la tierra y el agua para su reutilizacin.
Flujo de Energa y Cadena Trfica o Alimentaria.
Veamos ahora la trayectoria o camino que sigue la energa a su paso
por los ecosistemas. La energa en sus diferentes manifestaciones (Radiante, Qumica, Calrica, Mecnica, etc.) es la causa que estimula de
manera directa los procesos dinmicos que se dan en los sistemas ecolgicos, ya que todo proceso dinmico implica trabajo y ello presupone
una fuente de energa.
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Con la fijacin de la Energa Solar por las plantas, en el proceso de
Fotosntesis, se inicia el flujo de energa que sigue un patrn general a travs de todo el sistema viviente. Este movimiento sigue una sola
direccin, disminuyendo una cierta cantidad en cada transformacin (Energa utilizada por cada organismo en sus procesos vitales, y que se pierde a
travs de la respiracin), hasta que todo se pierde como calor disipado (Energa que no puede ser utilizada en trabajo til).
La fuente inmediata de energa qumica para el ser humano y otros
seres vivos es el alimento que come, que puede ser la carne de otros animales o los tejidos u rganos de las plantas. El alimento se convierte en
el medio de transferencia de la energa de un organismo vivo al siguiente a medida que un organismo es comido por otro. De esta manera se genera
una secuencia alimentaria en el ecosistema, que es lo que se conoce como Cadena Alimenticia o Trfica
La estructura de una cadena trfica est conformada por los siguientes eslabones:
o Productores. Por ejemplo las Plantas.
o Consumidores. Ej. Los Animales , los Seres Humanos.
o Desintegradores o Descomponedores. Ej. Bacterias y Hongos
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Veamos la Secuencia que sigue este Proceso:
Las plantas verdes, llamadas Productores, constituyen la base del ecosistema, ya que todos los animales dependen directa o indirectamente de
ellas para su alimentacin. Los animales, llamados Consumidores, pueden dividirse en Consumidores Primarios o Herbvoros, los cuales
se alimentan directamente de las plantas, y los Carnvoros (Secundarios o Terciarios) que se alimentan de los herbvoros o de otros carnvoros. Por
otro lado estn los Descomponedores (Hongos y Bacterias) que actan sobre la materia orgnica y organismos muertos, convirtindolos en
nutrientes que son liberados en el Suelo para su uso por las plantas.
CADENA ALIMENTICIA O TRFICA
PRODUCTORES
( Plantas )
CONSUMIDORES
DE 1er. ORDEN
CONSUMIDORES
DE 2do. ORDEN
CONSUMIDORES
DE 3er. ORDEN
DESINTEGRADORES
( HONGOS Y BACTERIAS)
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A todas estas etapas se les llama Niveles Trficos, que no son ms que el lugar que ocupa el organismo con respecto al nivel primario (Plantas).
Una poblacin de una especie puede ocupar ms de un nivel trfico, Ej. El Ser Humano = Herbvoro-Carnvoro; Bacterias y Hongos = Todos los
Niveles.
La cadena alimenticia representa el mecanismo natural de control para las poblaciones de organismos. Las plantas son controladas por los
herbvoros, que a la vez son controlados por los carnvoros. El objetivo ltimo es alcanzar el equilibrio del ecosistema.
Es importante sealar que la relacin de alimentacin que se da en los
ecosistemas por lo general est conformada por la unin entre dos o ms cadenas trficas; sto as, dado la diversidad de organismos de flora y fauna
que suele caracterizar un determinado ambiente. La interaccin que se produce entre estas cadenas da origen a estructuras ms complejas
llamadas Redes Trficas. En este sentido, mientras ms complejos sean los ecosistemas, ms estables sern.
Habitat y Nicho Ecolgico.
En toda la dinmica que se manifiesta en los procesos antes expuestos,
los organismos se caracterizan por ser parte de un medio especfico y
adems desempear funciones naturalmente delegadas. Dentro de este contexto traemos a colacin los trminos Habitat y Nicho Ecolgico
El Habitat podemos definirlo como el lugar en donde un organismo vive y desarrolla conforme a sus caractersticas.
Por otro lado, el Nicho Ecolgico es la funcin, el papel o rol que
desempea un organismo dentro de su habitat.
Hbitat y Nicho Ecolgico
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Ciencia Ambiental.
Ciencia Ambiental es una ciencia interdisciplinaria que utiliza conceptos e informaciones de las
Ciencias naturales, la ecologa, biologa, qumica y geologa, as como de las ciencias sociales, como la
economa,poltica y tica, para:
1. Ayudarnos a entender cmo funciona la Tierra.
2. Conocer cmo afectan los sistemas de apoyo (medio ambiente) a la
vida de la Tierra, a nosotros mismos y a otras formas de vida.
3. Proponer y evaluar soluciones de cara a los problemas medioambientales que padecemos. (Miller, Jr. , 2002).
Otros autores la definen como:
El estudio interdisciplinario de los complejos e interconectados principios de poblacin, recursos y contaminacin (Chiras, 1991).
Es la ciencia que busca en las relaciones causa-efecto los principios ambientales fundamentales, entendiendo cmo trabaja el ambiente natural,
cmo se regeneran los recursos naturales, y cmo esta capacidad regeneradora se ve afectada por las actividades humanas (Nebel et al,
1993)
Medio Ambiente. es todo aquello
que afecta a
un organismo
vivo.
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La Ciencia Ambiental se sita entre el Ser Humano y la Tierra, y explica
las acciones recprocas y las relaciones que es preciso considerar para todas las actividades futuras. Aunque se conforma de un gran nmero de otras
disciplinas del conocimiento, sin embargo tiene su fundamento en las ciencias naturales, especialmente en la Ecologa, la cual es su piedra
angular.
Actores del Drama Medioambiental!
A continuacin te enumeramos algunos de los Actores en el Drama Medioambiental
(Miller, Jr.). Despus de leerlo detenidamente elige el grupo con el cual te sientas ms
identificado y explica brevemente por qu.
Ecologistas.
Suelen ser bilogos que estudian las relaciones entre los organismos
vivos y su entorno.
Cientficos del Medio Ambiente.
Utilizan informacin procedente de las ciencias fsicas y sociales para:
1) comprender cmo funciona la Tierra, 2) entender cmo interactan
los seres humanos con la Tierra, y 3) plantear soluciones a los
problemas medioambientales.
Preservacionistas.
Estn interesados principalmente en mantener o proteger regiones
naturales vrgenes de las actividades humanas dainas.
Conservacionistas.
Propugnan utilizar las regiones naturales y la vida salvaje de tal forma
que se preserve para las generaciones actuales y venideras de seres humanos y otras formas de vida.
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ACTIVIDADES PRACTICAS PARA
ECO-REFLEXIONAR
ACTIVIDAD No. 1
Partiendo del anlisis de las definiciones de Ecologa y Ciencia Ambiental, establezca la
diferencia entre ambas disciplinas.
Cite algunos hechos, acontecimientos, o posibles razones por lo que estas ciencias han tomado tanto auge en los ltimos tiempos.
Considera que su importancia actual se debe a que estn de moda?. Justifique su respuesta.
Por qu se considera la Ciencia Ambiental, una ciencia interdisciplinaria. Escriba algunos ejemplos.
Consideras correcto el siguiente planteamiento: La deforestacin est destruyendo la ecologa del Pas? . Justifique su respuesta.
Lea la CARTA APACHE y responda las preguntas anexas.
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ACTIVIDAD No 2
INTERRELACION DE LOS COMPONENTES DE UN ECOSISTEMA
CLIMA
FLORA FAUNA
SUELO SER HUMANO
1. Utilizando flechas, una los elementos del ecosistema que considere estn relacionados o entre los cuales se establecen niveles de dependencia. Las flechas pueden ir en ambas direcciones.
2. Encima de la flecha coloque un ejemplo de cada relacin o dependencia
mostrada.
3. Observando los resultados de las interrelaciones dadas, elabore una breve una conclusin al respecto.
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ACTIVIDAD No 3
IDENTIFICACIN DE LOS COMPONENTES DE UN ECOSISTEMA
El Lago Enriquillo es un ecosistema localizado en la zona Suroeste del pas; zona de sol
radiante y pocas lluvias. Se ha determinado que la temperatura del agua oscila entre 28 y 30
grados Celsius, la salinidad vara entre 70 y 100 partes por mil, la cual es mucho mayor que la
salinidad del mar (35 partes por mil) y el oxgeno disuelto es de 4 miligramo por litro.
El lago contiene poblaciones de tilpias que se alimentan de pequeos animales flotantes
llamados zooplancton, mientras que los cocodrilos se comen a las tilapias. En ciertas pocas del
ao, en el lago se establecen poblaciones de flamencos, cuyo principal alimento es tambin el
zooplancton. El zooplancton se alimenta de pequeas plantas flotantes llamadas fitoplancton.
Las tilapias tambin son utilizadas para el consumo humano.
A) Enumere:
-Componentes Abiticos:
-Componentes Biticos:
B) Represente la Cadena o Red Alimentaria que se forma en este ecosistema.
C) Indique el Nivel Trfico de cada organismo:
Cocodrilo_______________Flamenco_________________Fitoplancton____________
Tilpia _________________Zooplancton _________________
Seres Humanos ____________________.
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ACTIVIDAD No. 4
Conteste y Comente.
Cmo definira el trmino Biodiversidad?
Por qu crees que los Ecosistemas mientras ms compleja es su
estructura alimentaria ms estables son?
Qu es una especie en peligro de extincin?
Cmo afecta la extincin de especies el equilibrio de los ecosistemas?
Cnoces especies animales como la Lechuza y las Culebras?
Cul es el Habitat caractersticos de estas especies. Cul es su Nicho Ecolgico. Se beneficia el Ser Humano del nicho que desempean estas
especies en el ecosistema. Cmo?