INTRODUCCIÓN 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. LA
BIOSFERA El delgado manto de vida
que cubre la Tierra recibe el nombre de biosfera. Para clasificar sus regiones
se emplean diferentes enfoques.
BIOMASA Las
grandes unidades de vegetación son llamadas formaciones vegetales por los ecólogos
europeos y biomas por los de América del Norte. La principal diferencia entre
ambos términos es que los biomas incluyen la vida animal asociada. Los grandes
biomas, no obstante, reciben el nombre de las formas dominantes de vida vegetal. ECOSISTEMAS
Resulta más útil considerar a los
entornos terrestres y acuáticos, ecosistemas, término acuñado en 1935 por el ecólogo
vegetal sir Arthur George Tansley para realzar el concepto de que cada hábitat
es un todo integrado. Un sistema es un conjunto de partes interdependientes que
funcionan como una unidad y requiere entradas y salidas. Las partes fundamentales
de un ecosistema son los productores (plantas verdes), los consumidores (herbívoros
y carnívoros), los organismos responsables de la descomposición (hongos y bacterias),
y el componente no viviente o abiótico, formado por materia orgánica muerta y
nutrientes presentes en el suelo y el agua. Las entradas al ecosistema son energía
solar, agua, oxígeno, dióxido de carbono, nitrógeno y otros elementos y compuestos.
Las salidas del ecosistema incluyen el calor producido por la respiración, agua,
oxígeno, dióxido de carbono y nutrientes. La fuerza impulsora fundamental es la
energía solar. ENERGÍA Y NUTRIENTES Los
ecosistemas funcionan con energía procedente del Sol, que fluye en una dirección,
y con nutrientes, que se reciclan continuamente. Las plantas usan la energía lumínica
transformándola, por medio de un proceso llamado fotosíntesis, en energía química
bajo la forma de hidratos de carbono y otros compuestos. Esta energía es transferida
a todo el ecosistema a través de una serie de pasos basados en el comer o ser
comido, la llamada red trófica. En la transferencia de la energía, cada paso se
compone de varios niveles tróficos o de alimentación: plantas, herbívoros (que
comen vegetales), dos o tres niveles de carnívoros (que comen carne), y organismos
responsables de la descomposición. Sólo parte de la energía fijada por las plantas
sigue este camino, llamado red alimentaria de producción. La materia vegetal y
animal no utilizada en esta red, como hojas caídas, ramas, raíces, troncos de
árbol y cuerpos muertos de animales, dan sustento a la red alimentaria de la descomposición.
Las bacterias, hongos y animales que se alimentan de materia muerta se convierten
en fuente de energía para niveles tróficos superiores vinculados a la red alimentaria
de producción. De este modo la naturaleza aprovecha al máximo la energía inicialmente
fijada por las plantas. En ambas redes
alimentarias el número de niveles tróficos es limitado debido a que en cada transferencia
se pierde gran cantidad de energía (como calor de respiración) que deja de ser
utilizable o transferible al siguiente nivel trófico. Así pues, cada nivel trófico
contiene menos energía que el que le sustenta. Debido a esto, por ejemplo, los
ciervos o los alces (herbívoros) son más abundantes que los lobos (carnívoros). El
flujo de energía alimenta el ciclo biogeoquímico o de los nutrientes. El ciclo
de los nutrientes comienza con su liberación por desgaste y descomposición de
la materia orgánica en una forma que puede ser empleada por las plantas. Éstas
incorporan los nutrientes disponibles en el suelo y el agua y los almacenan en
sus tejidos. Los nutrientes pasan de un nivel trófico al siguiente a lo largo
de la red trófica. Dado que muchas plantas y animales no llegan a ser comidos,
en última instancia los nutrientes que contienen sus tejidos, tras recorrer la
red alimentaria de la descomposición, son liberados por la descomposición bacteriana
y fúngica, proceso que reduce los compuestos orgánicos complejos a compuestos
inorgánicos sencillos que quedan a disposición de las plantas.
DESEQUILIBRIOS Los
nutrientes circulan en el interior de los ecosistemas. No obstante, existen pérdidas
o salidas, y éstas deben equilibrarse por medio de nuevas entradas o el ecosistema
dejará de funcionar. Las entradas de nutrientes al sistema proceden de la erosión
y desgaste de las rocas, del polvo transportado por el aire, y de las precipitaciones,
que pueden transportar materiales a grandes distancias. Los ecosistemas terrestres
pierden cantidades variables de nutrientes, arrastrados por las aguas y depositados
en ecosistemas acuáticos y en las tierras bajas asociadas. La erosión, la tala
de bosques y las cosechas extraen del suelo una cantidad considerable de nutrientes
que deben ser reemplazados. De no ser así, el ecosistema se empobrece. Es por
esto por lo que las tierras de cultivo han de ser fertilizadas. Si
la entrada de un nutriente excede en mucho a su salida, el ciclo de nutrientes
del ecosistema afectado se sobrecarga, y se produce contaminación. La contaminación
puede considerarse una entrada de nutrientes que supera la capacidad del ecosistema
para procesarlos. Los nutrientes perdidos por erosión y lixiviación en las tierras
de cultivo, junto con las aguas residuales urbanas y los residuos industriales,
van a parar a los ríos, lagos y estuarios. Estos contaminantes destruyen las plantas
y los animales que no pueden tolerar su presencia o el cambio medioambiental que
producen; al mismo tiempo favorecen a algunos organismos con mayor tolerancia
al cambio. Así, en las nubes llenas de dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno
procedentes de las áreas industriales, éstos se transforman en ácidos sulfúrico
y nítrico diluidos y caen a tierra, en forma de lluvia ácida, sobre grandes extensiones
de ecosistemas terrestres y acuáticos. Esto altera las relaciones ácido-base en
algunos de ellos, mueren los peces y los invertebrados acuáticos y se incrementa
la acidez del suelo, lo que reduce el crecimiento forestal en los ecosistemas
septentrionales y en otros que carecen de calizas para neutralizar el ácido. MEDIO
AMBIENTE Medio ambiente, conjunto
de elementos abióticos (energía solar, suelo, agua y aire) y bióticos (organismos
vivos) que integran la delgada capa de la Tierra llamada biosfera, sustento y
hogar de los seres vivos. CONSTITUYENTES
DEL MEDIO AMBIENTE 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. Por lo que se refiere al agua, un
97% se encuentra en los océanos, un 2% es hielo y el 1% restante es el agua dulce
de los ríos, los lagos, las aguas subterráneas y la humedad atmosférica y del
suelo. El suelo es el delgado manto de materia que sustenta la vida terrestre.
Es producto del clima, de la roca madre, como las morrenas glaciales y las rocas
sedimentarias, y de la vegetación. De todos ellos dependen los organismos vivos,
incluyendo el hombre. 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. DISPOSICIÓN
ÁCIDA Asociada también al uso de
combustibles fósiles, la deposición ácida se debe a la emisión de dióxido de azufre
y óxidos de nitrógeno por las centrales térmicas y por los escapes de los vehículos
a motor. Estos productos interactúan con la luz del sol, la humedad y los oxidantes
produciendo ácido sulfúrico y nítrico, que son transportados por la circulación
atmosférica y caen a tierra, arrastrados por la lluvia y la nieve en la llamada
lluvia ácida, o en forma de depósitos secos, partículas y gases atmosféricos. La
lluvia ácida es un importante problema global. La acidez de algunas precipitaciones
en el norte de Estados Unidos y Europa es equivalente a la del vinagre. La lluvia
ácida corroe los metales, desgasta los edificios y monumentos de piedra, daña
y mata la vegetación y acidifica lagos, corrientes de agua y suelos, sobre todo
en ciertas zonas del noreste de Estados Unidos y el norte de Europa. En estas
regiones, la acidificación lacustre ha hecho morir a poblaciones de peces. Hoy
también es un problema en el sureste de Estados Unidos y en la zona central del
norte de África. La lluvia ácida puede retardar también el crecimiento de los
bosques; se asocia al declive de éstos a grandes altitudes tanto en Estados Unidos
como en Europa.
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