UNIDADES BÁSICAS DE LA ECOLOGÍA FUNDAMENTACIÓN CIENTÍFICA ECOLOGÍA Y ECOSISTEMAS

JULIETH ALEXANDRA CHACON PAJA

Presentado a

JOSE GIRALDO DIAS DUQUE

Docente

UNIVERSIDAD DE MANIZALESFACULTAD DE CIENCIAS CONTABLES, ECONÓMICAS Y ADMINISTRATIVAS

MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTEMODULO DE ECOLOGÍA

2014

1. Elabore un escrito de una página sobre la relación coherente de las cinco unidades básicas de la ecología: Nicho ecológico, hábitat, ecosistema, biodiversidad y biosfera.

Las unidades básicas de la ecología son importantes para entender el funcionamiento de nuestro entorno por ejemplo, el Nicho ecológico, es la función básica de un organismo en la comunidad debido a sus relaciones con el alimento y con sus enemigos, o sea la profesión o el que hacer de una especie; pero también incluye todas las variables físicas y biológicas que afectan el buen funcionamiento de un organismo, entendiéndose que no se refiere solamente a un eje o a un factor ambiental, sino que todos los factores ambientales (bióticos y abióticos) a los que responde un organismo también hacen parte del nicho. De ahí la importancia de entender el concepto de hábitat ya que para cumplir dichas funciones los organismos reaccionan ante una variedad de factores ambientales, y sólo pueden ocupar un cierto hábitat cuando los valores de esos factores caen dentro del rango de tolerancia de la especie. El lugar real en que vive un organismo es lo que se conoce como hábitat. Debido a que el hábitat describe una localización, podemos definirlo a distintos niveles o escalas. El hábitat también lo podemos describir como la unidad de distribución última dentro de la cual una especie se encuentra retenida por las limitaciones de su fisiología y su estructura física; cabe mencionar que la comunidad y el ambiente físico constituyen el ecosistema, donde los organismos interactúan con su ambiente dentro del contexto del ecosistema, la parte eco de la palabra se refiere al ambiente, la parte sistema implica que el ecosistema es un sistema, el cual es un conjunto de partes interrelacionadas que funcionan como un todo. En general, el ecosistema consiste en dos componentes básicos interrelacionados, la parte viva o biótica, y la parte física o abiótica. Combinados los ecosistemas de la tierra, forman el ecosistema planetario o biosfera, en la cual los organismos no solo se adaptan al ambiente sino que, además interactúan con él modificando y controlando las propiedades físicas y químicas de la misma, que dan lugar a la diversidad Biológica (Biodiversidad) que es la variedad de organismos vivos de cualquier fuente, incluidos los ecosistemas terrestres y acuáticos y los complejos ecológicos de los que forman parte; comprende la diversidad dentro de cada especie, entre las especies y de los ecosistemas e incluye tres niveles o categorías jerárquicas diferentes: la diversidad genética, la de especies y la de los ecosistemas. La biodiversidad se encuentra en todas partes, tanto en tierra como en el agua. Incluye a todos los organismos, desde las bacterias microscópicas hasta las más complejas plantas y animales. La existencia de una gran diversidad de formas de vida tiene importantes impactos en el ambiente. Por ejemplo, la existencia de plantas verdes, la respiración de los seres vivos y la acción de organismos que desintegran los restos de plantas y animales, entre otros factores, hacen posible el balance de gases que existe en la atmósfera, el cual, a su vez, determina los distintos climas. Si no existiera esa gran diversidad, las características de la atmósfera y del clima serían diferentes. Gracias a las distintas formas de vida, se

hace posible el transporte, transformación y fijación de energía, la existencia de suelos fértiles y la producción de alimentos para muchos organismos. Es decir, los distintos organismos hacen posible muchos de los procesos o ciclos indispensables para la vida. La diversidad de formas de vida da cuenta de millones de años de cambios ocurridos sobre la Tierra; cada uno de los organismos contiene en sus genes una gran cantidad de información que, en conjunto, resume la historia de la vida y le otorga un valor incalculable a cada organismo.

2. Realice un cuadro sinóptico clasificando las relaciones ecológicas intraespecíficas e interespecíficas ubicando definiciones y ejemplos

3. Argumente sobre la siguiente pregunta. ¿POR QUE LOS CICLOS DE LOS ELEMENTOS QUIMICOS SON FUNDAMENTALES PARA COMPRENDER LAS PROBLEMATICAS AMBIENTALES? DESCRIBO LOS CICLOS BIOGEOQUIMICOS

3.1 Los ciclos biogeoquímicos.

En principio podemos mencionar que se observan tres tipos de ciclos principales. Uno el ciclo hidrológico, que implica el movimiento de un compuesto; los otros son ciclos de elementos. Estos últimos, ciclos de elementos químicos, afectan a los organismos biológicos y a su ambiente geológico y se conocen bajo el nombre colectivo de ciclos biogeoquímicos.

En uno de los grupos de ciclos biogeoquímicos, la atmosfera constituye el principal reservorio del elemento que se encuentra allí en fase gaseosa; en estos ciclos la abundancia y distribución del elemento varían poco o por lo menos de una forma no permanente. Los ciclos del carbono, oxígeno y del nitrógeno son dos representantes importantes de los ciclos biogeoquímicos con una fase predominantemente gaseosa. En los ciclos de tipo sedimentario, el reservorio principal es la litósfera de la cual se liberan los elementos por la acción atmosférica. Los ciclos de tipo sedimentario, como son los del fósforo y el azufre. (Kormondy, 1978),

3.1.1 El ciclo del Carbono. Los átomos de carbono constituyen la estructura de una gran variedad de moléculas orgánicas; como resultado de su capacidad para formar cadenas largas y anillos de enlaces covalentes. Además depósitos grandes de carbonatos interactúan con el agua, donde ejercen el principal control sobre la capacidad y la salinidad. Las escalas de tiempo varían desde segundos (para el intercambio de gases, o las transformaciones bioquímicas) a millones de años (para la formación de rocas calcáreas). El ciclo biogeoquímico del carbono es muy complejo e incluye tanto las dimensiones físicas, químicas, como biológicas. Además todos compuestos que forman a los seres vivos son moléculas orgánicas. Este ciclo gira alrededor del dióxido de carbono, ya que éste es el compuesto predominante en la atmósfera. El ciclo funciona a través de la fotosíntesis, la respiración, las emisiones por el uso de combustibles fósiles y las erupciones volcánicas. El flujo de CO2 está estrechamente unido a la actividad biótica. El metano es producido por bacterias anaeróbicas, que derivan su energía de la oxidación de moléculas orgánicas simples tales como metanol y acetato o de hidrógeno molecular. Sitios importantes de producción de metano son los cultivos de arroz, sedimentos lacustres, humedales y el intestino del ganado y las termites.

Una gran variedad de organismos autótrofos fijan grandes cantidades de CO2 o bicarbonato en las moléculas orgánicas por fotosíntesis o quimiosíntesis. El CO2 se libera en la respiración aeróbica y anaeróbica de los organismos vivos y en los procesos de descomposición de los organismos muertos, realizados por hongos y bacterias.

Los ácidos orgánicos y el dióxido de carbono inorgánico, el cual es 10-100 veces más abundante en el suelo que en la atmósfera, contribuyen significativamente a la meteorización de rocas y minerales y controlan de esta forma el ciclo biogeoquímico de otros elementos. La materia orgánica del suelo está constituida de restos animales y vegetales en varios estadios de descomposición, células microbiales y sustancias producidas durante el proceso de descomposición. La descomposición de la materia orgánica es selectiva y generalmente incompleta, especialmente en suelos ácidos, húmedos y fríos. Como resultado, los compuestos orgánicos tienden a acumularse en los suelos como agregados coloidales (humus). Las sustancias húmicas son moléculas complejas ácidas que colorean de oscuro y con peso molecular entre unos cientos a cientos de miles y se clasifican de acuerdo a su solubilidad en ácido y base:

La humina es insoluble en ambos.

El ácido fúlvico es soluble en ambos, contiene menos H, N, y S, pero más O, más carboxilo, menos grupos hidroxífenol y mayor acidez.

El ácido húmico es insoluble en ácido, forma complejos con la mayor parte de metales y juega un papel importante en la movilización y transporte de micronutrientes y toxinas del continente al agua.

En la atmósfera hay 700 billones de dióxido de carbono. El 20% de esta cantidad es transformada cada año por plantas y microorganismos, a través de la fotosíntesis, en hidratos de carbono. El uso de combustibles fósiles está causando un incremento constante de CO2 atmosférico (caso 0.5% por año) y de CH4 (>65%, que el período preindustrial). Estos incrementos se esperan que contribuyan significativamente en el calentamiento global por absorción de la radiación infrarroja en la atmósfera y el cambio en el balance del calor global.

3.1.2 El ciclo del oxígeno. El oxígeno es uno de los principales constituyentes de la materia viva y se requiere en grandes cantidades. El ciclo del oxígeno es, en buena parte, complementario del ciclo del carbono, pero es más complicado, entre otras cosas, por su capacidad de combinación química que le hace presentarse bajo múltiples formas. Debido a lo cual se presentan varios subciclos de oxígeno entre la litosfera y la atmósfera y entre la hidrosfera y las dos fases anteriores.

El oxígeno presente, tanto en la atmósfera como en las rocas superficiales, es de origen biológico, es decir, ha sido producido por los organismos autótrofos, ya que en un comienzo la atmósfera carecía de este elemento. La formación de una capa de ozono que impidió la penetración excesiva de las radiaciones ultravioletas, favoreció el desarrollo de organismos fotosintéticos que produjeron mayor cantidad de oxígeno. El oxígeno molecular puede ser formado por disociación de las moléculas de agua en las capas altas de la atmósfera, bajo el efecto de las radiaciones de alta energía, pero el oxígeno atmosférico es únicamente de origen

biológico. Existe una doble relación entre los gases de la atmósfera y los sistemas terrestre y marino. Por un lado, a través de la fotosíntesis, tanto terrestre como oceánica, el dióxido de carbono presente en la atmósfera se transforma en oxígeno útil para los seres vivos. Esta es la principal vía de formación de oxígeno, se calcula en 400 mil millones de toneladas la cantidad de oxígeno emitido anualmente a través de la fotosíntesis. Los seres vivos devuelven dióxido de carbono a la atmósfera al respirar. Este último proceso es el que se conoce con el nombre de descomposición oxidativa. También forma parte de este proceso la emisión de dióxido de carbono, que se produce durante la descomposición de la materia orgánica que tiene lugar en los suelos.

Por otro lado, el oxígeno de la atmósfera captado a través de la fotosíntesis (y el que existe en el aire) contribuye a la oxidación de sustancias inorgánicas. También colabora en la meteorización de sedimentos orgánicos fósiles, como el carbón y el petróleo. Otros procesos de oxidación muy importantes son: la del carbono elemental, que produce dióxido de carbono, la de los sulfuros minerales, que produce sulfatos, y la del nitrógeno gaseoso, que produce nitratos.

3.1.3 El ciclo de nitrógeno. En el caso del nitrógeno, nos encontramos ante un proceso semejante, en cierto modo, al de la fotosíntesis. Es lo que se denomina fijación biológica del nitrógeno, y se produce tanto en la tierra como en los océanos. La materia orgánica muerta, como los excrementos o la orina animales, contienen compuestos orgánicos complejos ricos en nitrógeno. Una serie de bacterias y hongos presentes en los suelos transforman el nitrógeno de estos aminoácidos y proteínas, y se deshacen del nitrógeno restante en forma de iones amonio. Este proceso recibe el nombre de amonificación. Cada año se transforman unos dos millones de toneladas de nitrógeno en este proceso. Otras bacterias presentes en los suelos oxidan estos iones amonio y los transforman en iones de nitrato, desprendiendo energía en un proceso denominado nitrificación. Algunos de estos nitratos pasan a las aguas subterráneas, junto con el agua procedente de lluvias, que finalmente llegan a los océanos.

Estos iones de nitrato penetran en las células de las plantas, donde son nuevamente reducidos a iones amonio y transformados en componentes que contienen carbono para producir aminoácidos y otros componentes orgánicos ricos en nitrógeno. Esta transformación se denomina aminación. Al morir las plantas, estos aminoácidos y componentes orgánicos pasan a los suelos. Igualmente pueden pasar a ella a través de los excrementos y orines de los animales que se comen las plantas. De este modo vuelve a dar comienzo el proceso inicial: La amonificación. Sin embargo, en todo este proceso se producen pérdidas de nitrógeno. En efecto, numerosos microorganismos que viven sobre todo en ambientes de poco oxígeno, como son los suelos inundados o los pantanos, reducen los nitratos a formas volátiles de nitrógeno: el gas nitrógeno y el óxido nitroso. Es lo que se conoce como desnitrificación. La energía necesaria para este proceso proviene de la descomposición de la materia orgánica. En el

suelo se debe presentar una substitución rápida del nitrógeno utilizado. Ciertas bacterias, como el Rhizobium, que vive en simbiosis con leguminosas, tienen la capacidad de fijar nitrógeno atmosférico en presencia de la enzima nitrogenasa y transformarlo en iones amonio.

En los océanos se produce un ciclo semejante. Los organismos marinos fijan el nitrógeno atmosférico y el nitrógeno disuelto en el agua. Durante las descargas eléctricas producidas por los rayos durante las tormentas y la combustión en los vehículos motorizados se forman óxidos de nitrógeno que se oxidan en la atmósfera, con la consiguiente producción de nitratos, los cuales se precipitan con la lluvia sobre la superficie terrestre. En el ciclo del nitrógeno el papel crucial lo realizan los microorganismos, en los procesos de fijación biológica de este elemento, esencial para los seres vivos y por lo tanto para el mantenimiento de la vida.

3.1.4 El ciclo del azufre. El ciclo del azufre es uno de los más intervenidos por las actividades del hombre. Las actividades antrópicas, principalmente las combustión del carbón, han duplicado las emisiones a la atmósfera. El azufre se presenta de forma natural en varios estados de oxidación. El azufre es un elemento esencial de la estructura de las proteínas. Como sulfato, en estado totalmente oxidado, es el segundo anión más abundante en agua dulce (después del bicarbonato) y el agua salada (después del cloruro), y es el principal causante de la acidez tanto en agua de lluvia pura, como contaminada (lluvia ácida), por lo tanto influencia la meteorización de las rocas. El sulfato en la atmosfera influencia el ciclo hidrológico y constituye el componente dominante del núcleo de condensación igualmente en zonas no contaminadas.

En aguas naturales las fuentes de compuestos de azufre son las rocas (meteorización), suelos (descomposición de la materia orgánica y fertilizantes), el transporte atmosférico como precipitación y depositación seca (que incluye sales del mar, gases y ácido sulfúrico de los combustibles fósiles). Las aguas oxidadas contienen principalmente sulfatos, mientras que las aguas anóxicas acumulan sulfuros, los cuales provienen de la descomposición intensiva con potenciales redox reducidos a niveles menores de 100 mV, tales como humedales, aguas profundas y sedimentos. La precipitación mineral tiene lugar como yeso (CaSO4) o como sulfuro de metal, ejemplo pirita (FeS).

En los organismos la cantidad de azufre varía desde 0.02 a 5% en algunas bacterias que oxidan azufre, pero en general constituye el 0.25% de peso seco, semejante al fósforo. El azufre está casi siempre presente en las cantidades adecuadas para cubrir los requerimientos para la síntesis de proteínas, la cual es limitada por lo regular por la disponibilidad de nitrógeno. La fracción que usan los organismos no tienen una influencia significativa sobre el ciclo de azufre, ellos crean condiciones que directa o indirectamente influencian el ciclo. Se han

identificado numerosas transformaciones bióticas entre diferentes estados de oxidación del azufre. El sulfuro de hidrógeno (H2S) es producido por microorganismos, o durante la descomposición de la materia orgánica (proteínas) por bacterias heterotróficas o por el sulfato, el cual es reducido por bacterias anaeróbicas, quimiosintéticas y heterotróficas como un aceptor de electrones (en vez de oxígeno) en el metabolismo oxidativo. El sulfuro se oxida a sulfato directamente o por bacteria, quimiosintéticas aeróbicas que ganan energía de este proceso o por bacterias fotosintéticas anaeróbicas que usan sulfuro reducido (en vez de agua) como donador de electrones en la reducción fotosintética del CO2. La oxidación tiene lugar químicamente sin la presencia de bacterias. Aunque los requerimientos de azufre por las bacterias fotosintéticas son específicos y su distribución está restringida a zonas de gradientes de luz y condiciones redox, éstos contribuyen significativamente a la bioproducción anual en lagos y estuarios.

La fuente dominante de azufre gaseoso emitido por el océano es el sulfuro dimetilo. El azufre reducido, como sulfuro de hidrógeno, se adiciona en grandes cantidades a la atmósfera de los gases volcánicos y de las fuentes biogénicas e industriales. El H2S sufre varias reacciones oxidativas a dióxido de azufre (SO2) y trióxido de azufre (SO3), los cuales se convierten rápidamente en ácido sulfúrico (H2SO4) cuando se disuelve en el agua atmosférica. Como resultado la distancia de recorrido y el tiempo de residencia de los gases de azufre son más cortos (uno a varios días).

El 95% del SO2 es emitido por el uso de combustibles fósiles. Más del 90% de las emisiones hechas por el hombre a la atmósfera se producen en el hemisferio norte. El flujo de sulfato en la lluvia regiones industriales contaminadas tiene por lo menos 1 g de S/m2. Este valor es 10 veces más grande que el flujo marino, el cual es mayor que el flujo continental natural e ilustra el impacto masivo hecho por el hombre al ciclo del azufre.

3.1.5 El ciclo del fósforo. El fósforo, principalmente en forma de ciertos tipos de iones fosfato (PO43- y HPO42-), es un nutriente esencial para vegetales y animales. Es una parte de las moléculas de DNA, que llevan la información genética; moléculas de ATP y ADP, que almacenan energía química para el uso de los organismos en la respiración celular; ciertas grasas de las membranas que envuelven las células animales y vegetales, y los huesos y dientes de los animales.

Diversas formas de fósforo son cicladas, principalmente a través del agua, la corteza de la Tierra y los organismos vivos, por el ciclo del fósforo sedimentario. En este ciclo, el fósforo se mueve lentamente desde los depósitos de fosfato en la tierra y los sedimentos de los mares someros a los organismos vivos, y luego de regreso a la tierra y al océano. Cabe mencionar que las bacterias son menos importantes en este ciclo que en el del nitrógeno. El fósforo liberado por la degradación lenta o intemperismo de los depósitos de fosfato en las rocas, es

disuelto en el agua del suelo y tomado por las raíces vegetales. La mayoría de los suelos contienen sólo cantidades pequeñas de fósforo porque los fosfatos son ligeramente solubles en agua y se encuentran en pocas clases de rocas. Por tanto, el fósforo es el factor limitante para el crecimiento de plantas en muchos suelos y ecosistemas acuáticos. Por otro lado, los animales obtienen su fósforo comiendo productores o animales que han ingerido a su vez productores primarios. De esta manera, los desechos animales y los productos de su descomposición cuando mueren, devuelven mucho de este fósforo al suelo, a corrientes fluviales y eventualmente al fondo del océano, como depósitos de roca con fosfatos ligeramente solubles. Algo de fósforo es devuelto a la tierra como guano rico en fosfato producido por aves comedoras de peces, como los pelícanos, plangas y cormoranes. Aunque este retorno es pequeño, comparado con las cantidades mucho más grandes del fosfato transferido de la tierra a los mares cada año por los procesos naturales y las actividades humanas. En general, en el transcurso de millones de años, los procesos geológicos pueden levantar y exponer el fondo del mar; entonces el intemperismo libera fósforo lentamente de las rocas expuestas permitiendo que el ciclo empiece otra vez.

3.1.6 El ciclo Hidrológico. El ciclo hidrológico o ciclo del agua es el proceso de circulación del agua entre los distintos compartimentos de la hidrósfera. Se trata de un ciclo biogeoquímico en el que hay una intervención mínima de reacciones químicas, y el agua solamente se traslada de unos lugares a otros o cambia de estado físico. El agua de la hidrósfera procede de la desfragmentación del metano, donde tiene una presencia significativa, por los procesos del vulcanismo. Una parte del agua puede reincorporarse al manto con los sedimentos oceánicos de los que forma parte cuando éstos acompañan a la litósfera. La mayor parte de la masa del agua se encuentra en forma líquida, sobre todo en los océanos y mares y en menor medida en forma de agua subterránea o de agua superficial (en ríos y arroyos). El segundo compartimento por su importancia es el del agua acumulada como hielo sobre todo en los casquetes glaciares antártico y groenlandés, con una participación pequeña de los glaciares de montaña, sobre todo de las latitudes altas y medias, y de la banquisa. Por último, una fracción menor está presente en la atmósfera como vapor o, en estado gaseoso, como nubes. Esta fracción atmosférica es sin embargo muy importante para el intercambio entre compartimentos y para la circulación horizontal del agua, de manera que se asegura un suministro permanente a las regiones de la superficie continental alejadas de los depósitos principales. El ciclo del agua tiene una interacción constante con el ecosistema ya que los seres vivos dependen de este elemento para sobrevivir. Y a su vez ayudan al funcionamiento del mismo. Por su parte, el ciclo hidrológico presenta cierta dependencia de una atmósfera poco contaminada y de un grado de pureza del agua para su desarrollo convencional, y de otra manera el ciclo se entorpecería por el cambio en los tiempos de evaporación, condensación.

Los principales procesos implicados en el ciclo del agua son:

1. Evaporación: El agua se evapora en la superficie oceánica, sobre la superficie terrestre y también por los organismos, en el fenómeno de la transpiración en plantas y sudoración en animales. Los seres vivos, especialmente las plantas, contribuyen con un 10% al agua que se incorpora a la atmósfera. En el mismo capítulo podemos situar la sublimación, cuantitativamente muy poco importante, que ocurre en la superficie helada de los glaciares o la banquisa.

2. Condensación: El agua en forma de vapor sube y se condensa formando las nubes, constituidas por agua en pequeñas gotas.

3. Precipitación: Se produce cuando las gotas de agua que forman las nubes se enfrían acelerándose la condensación y uniéndose las gotitas de agua para formar gotas mayores que terminan por precipitarse a la superficie terrestre en razón a su mayor peso. La precipitación puede ser sólida (nieve o granizo) o líquida (lluvia).

4. Infiltración: Ocurre cuando el agua que alcanza el suelo, penetra a través de sus poros y pasa a ser subterránea. La proporción de agua que se infiltra y la que circula en superficie (escorrentía) depende de la permeabilidad del sustrato, de la pendiente y de la cobertura vegetal. Parte del agua infiltrada vuelve a la atmósfera por evaporación o, más aún, por la transpiración de las plantas, que la extraen con raíces más o menos extensas y profundas. Otra parte se incorpora a los acuíferos, niveles que contienen agua estancada o circulante. Parte del agua subterránea alcanza la superficie allí donde los acuíferos, por las circunstancias topográficas, intersecan (es decir, cortan) la superficie del terreno.

5. Escorrentía: Este término se refiere a los diversos medios por los que el agua líquida se desliza cuesta abajo por la superficie del terreno. En los climas no excepcionalmente secos, incluidos la mayoría de los llamados desérticos, la escorrentía es el principal agente geológico de erosión y de transporte de sedimentos.

6. Circulación subterránea: Se produce a favor de la gravedad, como la escorrentía superficial, de la que se puede considerar una versión. Se presenta en dos modalidades: Primero, la que se da en la zona vadosa, especialmente en rocas calsificadas, como son a menudo las calizas, y es una circulación siempre pendiente abajo. Segundo, la que ocurre en los acuíferos en forma de agua intersticial que llena los poros de una roca permeable, de la cual puede incluso remontar por fenómenos en los que intervienen la presión y la capilaridad.

7. Fusión: Este cambio de estado se produce cuando la nieve pasa a estado líquido al producirse el deshielo.

8. Solidificación: Al disminuir la temperatura en el interior de una nube por debajo de 0° C, el vapor de agua o el agua misma se congelan, precipitándose en forma de nieve o granizo, siendo la principal diferencia entre los dos conceptos que en el caso de la nieve se trata de una solidificación del agua de la nube que se presenta por lo general a baja altura. Al irse congelando la humedad y las pequeñas gotas

de agua de la nube, se forman copos de nieve, cristales de hielo polimórficos (es decir, que adoptan numerosas formas visibles al microscopio), mientras que en el caso del granizo, es el ascenso rápido de las gotas de agua que forman una nube lo que da origen a la formación de hielo, el cual va formando el granizo y aumentando de tamaño con ese ascenso. Y cuando sobre la superficie del mar se produce una manga de agua (especie de tornado que se produce sobre la superficie del mar cuando está muy caldeada por el sol) este hielo se origina en el ascenso de agua por adherencia del vapor y agua al núcleo congelado de las grandes gotas de agua. El proceso se repite desde el inicio, consecutivamente por lo que nunca se termina, ni se agota el agua.

Los principales elementos químicos son: carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo, azufre o los contaminantes, los ciclos de estos elementos se combinan de diferentes maneras e interrelacionan entre sí. Un solo elemento puede convertirse en el factor limitante en el desarrollo de un ecosistema. Por ejemplo la oferta de nitrógeno puede limitar los procesos vitales en los océanos. La comprensión de los ciclos biogeoquímicos es esencial para entender el funcionamiento de la tierra como sistema.

Dentro de estos ciclos biogeoquímicos es importante mencionar que son esenciales para el mantenimiento de las formas de vida. En el ecosistema natural existe un intercambio y retorno de elementos nutritivos del ciclo de vida de sus comunidades, como los son los suelos y rocas, la atmosfera y el agua. Es frecuente que en los ecosistemas se presentan desbalances por exceso y carencia de los elementos químicos, lo que causa efecto en los organismos que hacen uso de dichos elementos, desde esta óptica se puede apreciar o comprender mejor los problemas ambientales. Por ejemplo el ciclo del carbono caben mencionar que en la atmósfera hay 700 billones de dióxido de carbono. El 20% de esta cantidad es transformada cada año por plantas y microorganismos, a través de la fotosíntesis, en hidratos de carbono. El uso de combustibles fósiles está causando un incremento constante de CO2 atmosférico (caso 0.5% por año) y de CH4 (>65%, que el período preindustrial). Estos incrementos se esperan que contribuyan significativamente en el calentamiento global por absorción de la radiación infrarroja en la atmósfera y el cambio en el balance del calor global.

El mundo vivo depende del flujo de energía y de la circulación de los materiales a través del ecosistema. Ambos influyen en la abundancia de organismos, su tasa metabólica y la complejidad del ecosistema. Materia y energía fluyen juntos a través del ecosistema en forma de materia orgánica; una no puede estar separada de la otra. La continua recirculación de materiales, sostenida por un flujo unidireccional de la energía, mantiene a los ecosistemas en funcionamiento. (Smith, 2005)

Además de depender de la energía, la vida depende de la disponibilidad de unos veinte elementos necesarios para las dinámicas de los procesos vitales (Kormondy, 1978), los cuales se ven afectados por diferentes fenómenos antrópicos como lo es el crecimiento poblacional, la contaminación, uso irracional de los recursos naturales entre otros. Por ejemplo por la acción del hombre, que moviliza los elementos naturales ya mencionados, y además, crea nuevas sustancias, dentro de esta perspectiva, es donde se aplica más acertadamente el concepto de contaminación como resultante de la acción del hombre por el impacto que genera todos esos fenómenos en las que se ven afectadas las especies animales, la flora, pero especialmente también se ve afectado el aire, el agua, en el suelo y los alimentos. Por ejemplo: El incremento en las emisiones de azufre ha causado una acidificación considerable de la precipitación, al igual que del suelo y de los ecosistemas acuáticos, especialmente en zonas ácido-sensibles como Escandinavía y Canadá. Esto ha provocado la alteración de otros ciclos (aluminio, metales pesados y nutrientes) y ha causado daños severos en bosques y lagos. A escala global las emisiones de azufre pueden influenciar el clima por el incremento de aerosoles, que actúan sobre los núcleos de condensación de las nubes.

El concepto de ciclo biogeoquímico se usa para describir la distribución y transporte de materiales, los cuales controlan el recambio y transformación de éstos en los ambientes terrestres, acuáticos y atmosféricos. Los ciclos biogeoquímicos constituyen un sistema regulador de la hidrosfera y la biosfera. Estos ciclos describen los movimientos y las interacciones de los elementos químicos esenciales para la vida a través de la geosfera, a través de procesos físicos, químicos y biológicos.

Los flujos de los elementos pueden ser abiertos, como el flujo de energía o cerrados, como el ciclo de la materia. El ciclo de la materia es una interacción permanente entre la fase biótica y la fase abiótica, es un proceso sin principio ni fin; es decir, un reciclaje combinado y continuo, en una serie de procesos autorregulados; los deshechos son el punto de partida para formar algo nuevo.

4. En una página escriba su propia construcción sobre “LOS ECOSISTEMAS O BIOMAS COMO ZONAS DE VIDA” Clasificarlos y describirlos.

Este enfoque funciona bastante bien ya que la vida animal depende de la base vegetal. Estas amplias unidades bióticas se denominan biomas. Cada bioma está constituido por una combinación Característica de plantas y animales en una comunidad clímax con desarrollo máximo, y cada uno de ellos se diferencia de los demás por poseer un determinado tipo de vegetación uniforma tales como hierbas o coníferas.

4.1 Biomas Terrestres

Praderas: La pradera es un bioma cuya vegetación predominante consiste en hierbas y matorrales. Se desarrollan en latitudes medias donde existen variaciones climáticas a lo largo del año que determinan cuatro estaciones bien diferenciadas. En las praderas, las lluvias oscilan entre 250 y 800 mm por año. Tienen una alta tasa de evaporación y grandes sequías periódicas. Los incendios que ocurren cada tanto, evitan la proliferación de árboles, a la vez que mantienen y renuevan los pastizales, que se componen de distintas especies de gramíneas. Los animales que predominan son especies herbívoras y excavadores de madrigueras. Pueden identificarse seis tipos de praderas: los prados domésticos; los pastizales norteamericanos; las estepas eurasiáticas; las pampas sudamericanas; el veld sudafricano y las praderas australianas.

Sabanas: Este bioma posee una estación extremadamente húmeda y luego una temporada extremadamente seca. Se encuentran en las latitudes más bajas, este bioma particular cae en el medio entre un prado y una región boscosa. A menudo bordean los bosques tropicales y pueden superponerse con otros tipos de biomas. Existen muchas áreas del planeta donde se encuentran biomas de sabana. Estas incluyen África, Australia, Madagascar, India, América del Sur, y la parte sudeste de Asia.

Desiertos: El desierto es un bioma extremadamente caliente y seco, se encuentran en las latitudes bajas, entre el trópico de Cáncer y el Trópico de Capricornio. Ocurren vientos suaves a menudo, que evaporan cualquier tipo de humedad que normalmente pueda desarrollarse. El calor es seco y hace que sea difícil para muchos tipos de plantas o animales poder sobrevivir en estos biomas. Aproximadamente el 20% de la Tierra entra en esta categoría. Algunos de los biomas del desierto son extremadamente grandes. Por ejemplo, el desierto del Sahara en África tiene más de 3,5 millones de kilómetros cuadrados de tamaño.

Tundra: Se cree que la tundra es el más joven de todos los biomas del mundo, formándose hace solo 10.000 años. Aproximadamente el 20% o de la superficie terrestre entra en esta categoría. Encontrarás la tundra a lo largo de las regiones costeras del Ártico, una combinación de aire polar y las masas de aire ártico dominan en este bioma, donde prevalece un invierno largo con frio intenso. El verano en este bioma es corto y leve, y la mayoría de los expertos no lo ven como una verdadera temporada de verano.

Taiga: La taiga es un bioma con inviernos largos y fríos, sus veranos son cortos y relativamente poco calientes. Las masas de aire frío ártico se mueven con rapidez en estos biomas, y la temperatura media en verano es de 64 grados a 72 grados Fahrenheit, sin embargo, en los meses de invierno pueden ser de -14 grados. La taiga es el bioma terrestre más grande del mundo, cubriendo el 27% de la superficie del planeta. La taiga es el hogar de regiones forestales de coníferas, siendo practicante las únicas plantas del lugar.

Bosques Templados: En la zona del frente polar se encuentran los biomas de bosques templados, donde existe una continua batalla entre las masas de aire tropicales y las masas de aire polar. Las temperaturas pueden cambiar drásticamente de un día para otro en este bioma. Existen estaciones bien diferenciadas, donde los veranos son mucho más calientes que los inviernos.

Bosques Tropicales: Los bosques tropicales se encuentran cerca del ecuador donde los niveles de temperatura y luz permanecen más o menos constantes durante todo el año. En los lugares donde la lluvia está distribuida uniformemente durante el año, se presentan los bosques lluviosos tropicales; en los casos en los que los niveles de precipitación varían y hay una estación seca pronunciada, existen los bosques tropicales húmedos; y en las áreas con menos humedad, se presentan los bosques secos y las sabanas.

4.2 Biomas Acuáticos

De agua dulce

Lagos y lagunas: Son de aguas calmadas las lagunas y los lagos, estancadas y ricas en sedimentos lo que hace una fuente de vida con grandes cantidades de alimentos para la fauna acuática que habita en estas aguas. Son sistemas jóvenes, a escala geológica. Las lagunas y la mayor parte de los lagos, permanecen desde pocas semanas o meses, -las estacionales-, a varios cientos de años, las más duraderas. Con el paso del tiempo acaban llenándose de sedimentos y colmatándose. Por este motivo la diversidad de especies es baja pues, aunque por su aislamiento debía ser alta, su corta duración no da tiempo a la aparición de nuevas especies.

Humedales de agua dulce: Son Extensiones de marismas, pantanos y turberas, o superficies cubiertas de agua, sean éstas de régimen natural o artificial, permanentes o temporales, estancadas o corrientes, dulces, salobres o saladas, incluidas las extensiones de agua marina cuya profundidad en marea baja no exceda de seis metros”. Los humedales juegan un papel muy importante en el ciclo del agua: recibe agua por precipitaciones (lluvia, nieve o granizo), agua subterránea o mediante arroyos y ríos, y la sueltan ya sea a otros cursos de agua superficiales, por infiltración a través del suelo formando depósitos de agua subterránea o mediante transpiración y evaporación de las plantas nuevamente a la atmósfera.

Ríos y arroyos: Los ríos se encuentran entre los ecosistemas naturales más intensamente usados por el hombre, lo mismo que los arroyos. Son aprovechados como abastecimiento y depósito de agua, producción pesquera, impulsadores de plantas hidroeléctricas. Teniendo en cuenta el aspecto energético, estos ecosistemas son incompletos, debido a que en gran parte dependen del auxilio biológico de los ecosistemas adyacentes (bosques). El equilibrio de estos ecosistemas se está alterando en detrimento de muchos organismos, incluyendo

la población humana que obtiene gran cantidad de alimento de este tipo de ecosistema acuático.

Marinos

Océanos: Los océanos ocupan el 70% de la superficie terrestre y contienen una gran variedad de organismos. En sus aguas se pueden encontrar representantes de prácticamente todas las formas de vida. Los seres que viven en el mar se han adaptado a condiciones físicas muy variadas (olas, mareas, corrientes, salinidad, temperatura, presión, iluminación, gases disueltos, etc.) y han desarrollado sistemas fisiológicos, de sujeción, de flotación, etc. muy variados. Sus cadenas tróficas empiezan con organismos fotosintéticos y terminan con grandes ballenas, peces, calamares gigantes, etc.

Zonas Intermareales: La zona intermareal es un área donde el océano se encuentra con la tierra, en especial la zona que se ve afectada por las mareas cambiantes. Debido a las circunstancias físicas de este hábitat (que se encuentra expuesto al aire durante la marea baja y sumergido durante la marea alta) tiene varias características físicas únicas y es el hogar de una gran variedad de vida animal y vegetal.

Arrecifes de Coral: Los arrecifes de coral son ecosistemas que se forman en la zona nerítica de la región tropical. La característica predominante de un arrecife de coral es la propia estructura coralina. Los arrecifes florecen en aguas tropicales donde las condiciones ecológicas favorecen su crecimiento. La temperatura del agua, la salinidad, la claridad del agua y los bajos niveles de nutrientes son los factores que regulan el desarrollo de los arrecifes de corales. Los arrecifes de coral, compuestos de carbonato de calcio (CaCO3), están limitados a zonas tropicales en latitudes inferiores a 30º, entre el Trópico de Cáncer y el Trópico de Capricornio, donde la temperatura nunca es menor de 18ºC.

Estuarios: Los estuario son cuerpos de agua donde la desembocadura de un río se abre a un ecosistema marino, con una salinidad entre dulce y salada, o donde el agua de mar se diluye significativamente con el agua dulce que proviene del drenaje terrestre. En estos ecosistemas existe un gran intercambio de materiales como el agua, la salinidad, los nutrientes, los sedimentos y los organismos vivos. Estas características, permiten que se presente una gran diversidad de ambientes o hábitats.

Marismas: Las marismas siempre suelen encontrarse en regiones cercanas al mar y se considera que son depresiones del terreno en las cuales el agua del mar u océano llega a través del oleaje y de los cambios en las mareas. Normalmente, las marismas son espacios en los que se encuentra gran variedad de flora y fauna debido a las condiciones propicias de este ecosistema. Se puede decir que las marismas son un tipo de territorio intermedio entre el suelo o tierra firme y el mar.

Manglares: Los manglares son bosques pantanosos que viven donde se mezcla el agua dulce del río con la salada del mar. En estos lugares de encuentro relativamente tranquilos: estuarios, bahías, lagunas, canales y ensenadas viven estos árboles que muestran a quien quiera ver sus raíces aéreas. Estos ecosistemas autosuficientes reciben el nombre de manglar porque así se llama el árbol que es la especie vegetal dominante. Los manglares son capaces de adaptarse a distintos grados de salinidad según el estado de las mareas.

5. Principios de la ecología.

5.1. “Todo está relacionado con todo”. La Tierra, la biosfera completa, es una compleja y nutrida red de interrelaciones entre seres vivos individuales, comunidades y ecosistemas. Lo que suceda a uno, afecta al modo del "efecto dominó" al resto de los elementos de la biosfera. Esto significa que todos los elementos de un ecosistema (sistema constituido por los seres vivos existentes en un lugar determinado y el medio ambiente que les es propio) están relacionados unos con otros y que ninguno de ellos puede sobrevivir independientemente de los demás. Y es de entender que vivimos en una biósfera que es parte de un sistema en el que todo está relacionado y cualquier situación de deterioro que se haga en cualquier parte de ella, tiene una repercusión negativa en otro lugar.

5.2.”Todo debe ir a alguna parte”. Esta ley quiere decir que en la naturaleza nada se produce o se desecha y luego desaparece, esto es porque a veces se piensa que las descargas, emisiones y residuos desaparecen por arte de magia, pero la realidad es que están en alguna parte del planeta. Por ejemplo, el oxígeno que es liberado por las plantas lo aprovechan los seres vivos que tienen respiración pulmonar como los vertebrados incluyendo al hombre.

5.3. “Nada es gratis”. Se interpreta esta ley en el sentido de que no hay ganancia que no cueste algo. Es el punto en que cualquier cosa que desarrollemos sobre la tierra para nuestro sustento y bienestar tiene un costo y desafortunadamente muy alto en ocasiones, pero el resultado de los costos ambientales no los paga quien los produce, sino que repercuten a todos en general. Debemos entender que no se puede saquear la naturaleza sin compensarle del daño que le hemos inferido. Lo mismo ocurre con el agua que la naturaleza nos proporciona limpia, apta para saciar la sed y emplearla en las actividades domésticas, pero que nosotros la devolvemos sucia, contaminada con desechos de fábricas, hospitales y clínicas, así como otros residuos humanos.

5.4. “La Naturaleza es más sabia”. Esta nos explica por qué los organismos están adaptados a unos ambientes determinados y no a otros, por ello, tenemos animales y plantas propios de climas fríos como las ovejas y los frailejones, pero también, los cactus y las cabras que se adaptan muy bien a los ecosistemas áridos y desérticos.”, por lo tanto en la manera en que entendamos la naturaleza,

sacaremos mejor provecho de ella y esto lleva a entender muchas cosas que el hombre, por querer dominar la naturaleza, ha ocasionado y ahora ella le ha cobrado caro.

6. ¿Por qué la ECOLOGÍA es ciencia fundamental para entender el concepto de MEDIO AMBIENTE?

Para que la ecología como ciencia fundamental explique el concepto de Medio ambiente en necesario conocer los 2 conceptos: La ecología según su definición usual, es el estudio científico de las relaciones entre los organismos y su ambiente. Esta definición solo es válida si se considera el término ambiente en su acepción más amplia. El concepto ambiente incluye no solo las condiciones físicas, sino también las condiciones biológicas en que vive un organismo. La ecología es una ciencia que estudia las relaciones entre los seres vivos entre sí y las relaciones de los seres vivos con su entorno físico de materia y energía. Por medio de la Ecología podemos comprender temas muy concretos como el problema de los incendios forestales en la temporada de 'secas', hasta temas muy amplios como el cambio del clima planetario por la acumulación de los llamados gases de invernadero y sus consecuencias en los seres vivos. Por ejemplo si se quiere explicar cómo las plantas incorporan el dióxido de carbono y liberan agua, la ecología se interesa en cómo estos procesos responden a variaciones de temperatura y precipitación propias de diferentes ambientes. Es importante mencionar que desde el punto de vista científico, la ecología estudia las relaciones que existen entre los organismos o grupos de organismos y su medio, esto es, como está formada la naturaleza y cómo funciona de acuerdo al ambiente en el que se desempeña y tener en cuenta que dicho ambiente es todo aquel lugar en donde existen y coexisten los seres vivos, por ejemplo en el medio ambiente, el hombre coexiste con los demás organismos, además de que el hombre desempeña sus actividades biológicas, sociales, económicas e industriales; es la fuente de sus alimentos, sus materias primas y sus recursos naturales en general y todos estos procesos pueden ser explicados desde la ecología como ciencia.

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