Ecología

La ecología es la rama de la biología que estudia las relaciones de los diferentes seres vivos entre sí y con su entorno: «la biología de los ecosistemas» (Margalef, 1998, p. 2). Estudia cómo estas interacciones entre los organismos y su ambiente afectan a propiedades como la distribución o la abundancia. En el ambiente se incluyen las propiedades físicas y químicas que pueden ser descritas como la suma de factores abióticos locales, como el clima y la geología, y los demás organismos que comparten ese hábitat (factores bióticos). Los ecosistemas están compuestos de partes que interactúan dinámicamente entre ellas junto con los organismos, las comunidades que integran, y también los componentes no vivos de su entorno. Los procesos del ecosistema, como la producción primaria, la pedogénesis, el ciclo de nutrientes, y las diversas actividades de construcción del hábitat, regulan el flujo de energía y materia a través de un entorno. Estos procesos se sustentan en los organismos con rasgos específicos históricos de la vida, y la variedad de organismos que se denominan biodiversidad. La visión integradora de la ecología plantea el estudio científico de los procesos que influyen en la distribución y abundancia de los organismos, así como las interacciones entre los organismos y la transformación de los flujos de energía. La ecología es un campo interdisciplinario que incluye a la biología y las ciencias de la Tierra.

La ecología es la rama de la Biología que estudia las interacciones de los seres vivos con su hábitat. Esto incluye factores abióticos, esto es, condiciones ambientales tales como: climatológicas, edáficas, etc.; pero también incluye factores bióticos, esto es, condiciones derivadas de las relaciones que se establecen con otros seres vivos. Mientras que otras ramas se ocupan de niveles de organización inferiores (desde la bioquímica y la biología molecular pasando por la biología celular, la histología y la fisiología hasta la sistemática), la ecología se ocupa del nivel superior a estas, ocupándose de las poblaciones, las comunidades, los ecosistemas y la biosfera. Por esta razón, y por ocuparse de las interacciones entre los individuos y su ambiente, la ecología es una ciencia multidisciplinaria que utiliza herramientas de otras ramas de la ciencia, especialmente geología, meteorología, geografía, sociología, física, química y matemáticas.

Los trabajos de investigación en esta disciplina se diferencian con respecto de la mayoría de los trabajos en las demás ramas de la Biología por su mayor uso de herramientas matemáticas, como la estadística y los modelos matemáticos. Además, la comprensión de los procesos ecológicos se basa fuertemente en los postulados evolutivos (Dobzhansky, 1973).

Los antiguos filósofos griegos, como Hipócrates y Aristóteles, sentaron las bases de la ecología en sus estudios sobre la historia natural. Los conceptos evolutivos sobre la adaptación y la selección natural se convirtieron en piedras angulares de la teoría ecológica moderna transformándola en una ciencia más rigurosa en el siglo XIX. Está estrechamente relacionada con la biología evolutiva, la genética y la etología. La comprensión de cómo la biodiversidad afecta a la función ecológica es un área importante enfocada en los estudios ecológicos. Los ecólogos tratan de explicar:

·         Los procesos de la vida, interacciones y adaptaciones

·         El movimiento de materiales y energía a través de las comunidades vivas

·         El desarrollo sucesional de los ecosistemas

·         La abundancia y la distribución de los organismos y de la biodiversidad en el contexto del medio ambiente.

Factores

Los factores abióticos son los factores que no tienen vida, entre los más importantes podemos encontrar: el agua, la temperatura, la luz, el pH, el suelo, la humedad, el oxígeno y los nutrientes.¹

Por contraste, los factores bióticos son todos los organismos que tienen vida. Pueden referirse a la flora y la fauna de un lugar y sus interacciones.

Luz (energía solar)

La luz es la principal fuente de energía. Su variabilidad depende, entre otras causas, de los movimientos de rotación y de translación de la Tierra, lo que da como resultado un foto período (cantidad de luz en relación con un período de tiempo determinado) que produce cambios fisiológicos y periódicos.

Del total de la energía solar que llega a la Tierra (1,94 calorías por centímetro cuadrado por minuto), ​casi 0,582 calorias son reflejadas hacia el espacio por el polvo y las nubes de la atmósfera terrestre, 0,388 calorías son absorbidas por las capas atmosféricas, y 0,97 calorías llegan a la superficie terrestre.

La luz es un factor abiótico esencial para el ecosistema, dado que constituye el suministro principal de energía fría para todos los organismos. La energía lumínica es convertida por las plantas en energía química gracias al proceso llamado fotosíntesis. Ésta energía química es encerrada en las sustancias orgánicas producidas por las plantas. Es decir, que sin la luz, la vida no existiría sobre la Tierra.

Además de esta valiosa función, la luz regula los ritmos biológicos de la mayor parte de las especies.

La luz visible no es la única forma de energía que nos llega desde el sol. El sol nos envía varios tipos de energía, desde ondas de radio hasta rayos gamma. La luz ultravioleta (UV) y la radiación infrarroja (calor) se encuentran entre estas formas de radiación solar. Todas estas formas de energía son factores ecológicos muy valiosos para la vida.

Muchos insectos usan la luz ultravioleta para diferenciar una flor de otra. Los humanos no podemos percibir la radiación UV. Actúa también limitando algunas reacciones bioquímicas que podrían ser perniciosas para los seres vivos, aniquila patógenos, y puede producir mutaciones favorables y desfavorables en todas las formas de vida.

El aspecto solar se constituye de:

·         45 % de luz visible

·         45 % de luz infrarroja

·         10 % de luz ultravioleta.

La luz visible

Es la que el ojo humano percibe. Comprende la luz blanca del Sol que se puede descomponer en los siete colores del arco iris: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo y violeta; los vegetales utilizan las radiaciones correspondientes al rojo, naranja, azul y violeta (400 y 500 my o de 600 y 700 my)

La radiación infrarroja

Es radiación de longitud de onda larga, (invisible al ojo humano) transporta menos energía y es absorbida por el agua, además es la responsable del calentamiento de la Tierra y, por lo mismo, algunos organismos terrestres la utilizan para elevar su temperatura. Este calor se retiene temporalmente y después se irradia hacia la atmósfera.

La radiación ultravioleta (UV)

Es un tipo de radiación electromagnética. La luz ultravioleta (UV) tiene una longitud de onda más corta que la luz visible. Los colores morado y violeta tienen longitudes de onda más cortas que otros colores de luz, y la luz ultravioleta tiene longitudes de ondas aún más cortas que la violeta, de manera que es una especie de luz "más morada que el morado" o una luz que va "más allá del violeta".

La radiación ultravioleta se encuentra entre la luz visible y los rayos X del espectro electromagnético. La "luz" ultravioleta (UV) tiene longitudes de onda entre 380 y 10 nanómetros. La longitud de onda de la luz ultravioleta tiene aproximadamente 400 nanómetros (4 000 Å). La radiación ultravioleta oscila entre valores de 800 terahercios (THz ó 1012 hertz) y 30 000 THz.

Algunas veces, el espectro ultravioleta se subdivide en los rayos UV cercanos (longitudes de onda de 380 a 200 nanómetros) y un rayo UV extremo (longitudes de onda de 200 a 10 nm). El aire normal es generalmente opaco para los rayos UV menores a 200 nm (el extremo del rayo de los rayos UV); el oxígeno absorbe la "luz" en esa parte del espectro de rayos UV.

En términos de impacto sobre el medio ambiente y la salud de los seres humanos (¡y en su elección de anteojos de sol!), podría ser de utilidad subdividir el espectro de luz UV de diferente manera, por ejemplo, en UV-A ("luz negra" u onda larga de rayos UV con longitud de onda de 380 a 315 nm), UV-B (onda mediana desde 315 hasta 280 nm), y UV-C (el "germicida" u onda corta de rayos UV, que oscila entre 280 y 10 nm).

La atmósfera de la Tierra previene que la mayoría de los rayos UV provenientes del espacio lleguen al suelo. La radiación UV-C es completamente bloqueada a unos 35 km. de altitud, por el ozono estratosférico.​ La mayoría de los rayos UV-A llegan hasta la superficie, pero los rayos UV-A hacen poco daño genético a los tejidos. Los rayos UV-B son responsables de las quemaduras de sol y el cáncer de piel, aun cuando la mayoría es absorbida por el ozono justo antes de llegar a la superficie. Los niveles de radiación UV-B existentes en la superficie son particularmente sensibles a los niveles de ozono en la estratosfera.

La radiación ultravioleta causa quemaduras de la piel. También se usa para esterilizar envases de vidrio usados en investigaciones médicas.

Temperatura

Es útil para los organismos ectotérmicos, para ser preciso, los organismos que no están adaptados para regular su temperatura corporal (por ejemplo, los peces, los anfibios y los reptiles). Las plantas utilizan una cantidad pequeña de calor para realizar el proceso fotosintético y se adaptan para sobrevivir entre límites de temperatura mínimos y máximos. Esto es válido para todos los organismos, desde los Archaea hasta los Mamíferos. Existen algunos microorganismos que toleran excepcionalmente temperaturas extremas (extremófilos).

Cuando las ondas infrarrojas penetran en la atmósfera, el agua y el dióxido de carbono en la atmósfera terrestre demoran la salida de las ondas del calor, consecuentemente la radiación infrarroja permanece en la atmósfera y la calienta (efecto invernadero).

Los océanos juegan un papel importante en la estabilidad del clima terrestre. La diferencia de temperaturas entre diferentes masas de agua oceánica, en combinación con los vientos y la rotación de la Tierra, crean las corrientes marinas. El desplazamiento del calor que es liberado desde los océanos, o que es absorbido por las aguas oceánicas permite que ciertas zonas atmosféricas frías se calienten, y que las regiones atmosféricas calientes se refresquen.

Éste es un factor fundamental en la vida de los organismos ya que regula las funciones vitales que realizan las enzimas de carácter proteico. Cuando la temperatura es muy elevada o muy baja, estas funciones se paralizan llevando a la destrucción de los orgánulos celulares o la propia célula.

Organismos tales como aves y mamíferos invierten una gran cantidad de su energía para conservar una temperatura constante óptima con el fin de asegurar que las reacciones químicas, vitales para su supervivencia, se realicen eficientemente.

Atmósfera

La presencia de vida sobre nuestro planeta no sería posible sin nuestra atmósfera actual. Muchos planetas en nuestro sistema solar tienen una atmósfera, pero la estructura de la atmósfera terrestre es la ideal para el origen y la perpetuación de la vida como la conocemos. Su constitución hace que la atmósfera terrestre sea muy especial.

La atmósfera terrestre está formada por cuatro capas concéntricas sobrepuestas que se extienden hasta 80 kilómetros. La divergencia en sus temperaturas permite diferenciar estas capas.

La capa que se extiende sobre la superficie terrestre hasta cerca de 10 km es llamada troposfera. En esta capa la temperatura disminuye en proporción inversa a la altura, eso quiere decir que a mayor altura la temperatura será menor. La temperatura mínima al final de la troposfera es de -50 °C.

La troposfera contiene las tres cuartas partes de todas las moléculas de la atmósfera. Esta capa está en movimiento continuo, y casi todos los fenómenos meteorológicos ocurren en ella.

Cada límite entre dos capas atmosféricas se llama pausa, y el prefijo perteneciente a la capa más baja se coloca antes de la palabra "pausa". Por este método, el límite entre la troposfera y la capa más alta inmediata (estratosfera) se llama tropopausa.

La siguiente capa es la estratosfera, la cual se extiende desde los 10 km y termina hasta los 50 km de altitud. Aquí, la temperatura aumenta proporcionalmente a la altura; a mayor altura, mayor temperatura. En el límite superior de la estratosfera, la temperatura alcanza casi 25 °C. La causa de este aumento en la temperatura es la capa de ozono (ozonosfera).

El ozono absorbe la radiación ultravioleta que rompe moléculas de oxígeno (O₂) engendrando átomos libres de oxígeno (O), los cuales se unen otra vez para formar ozono (O₃). En este tipo de reacciones químicas, la transformación de energía lumínica en energía química engendra calor, que provoca un mayor movimiento molecular. Ésta es la razón del aumento en la temperatura de la estratosfera.

La ozonosfera tiene una influencia sin par para la vida, dado que detiene las radiaciones solares que son mortales para todos los organismos.

Sobre la estratosfera está la mesosfera. La mesosfera se extiende desde el límite de la estratosfera (estratopausa) hasta los 80 km hacia el espacio.

Agua

El agua (H₂O) es un factor indispensable para la vida. La vida se originó en el agua, y todos los seres vivos tienen necesidad de esta para subsistir. El agua forma parte de diversos procesos químicos orgánicos, por ejemplo, las moléculas de agua se usan durante la fotosíntesis, liberando a la atmósfera los átomos de oxígeno del agua.

El agua actúa como un termorregulador del clima y de los sistemas vivientes; gracias al agua, el clima de la Tierra se mantiene estable. El agua funciona como termorregulador en los sistemas vivos, especialmente en animales endotermos (aves y mamíferos). Esto es posible gracias al calor específico del agua, que es de una caloría, el mayor de las sustancias comunes. En términos biológicos, esto significa que frente a una elevación de la temperatura en el ambiente circundante, la temperatura de una masa de agua subirá con una mayor lentitud que otros materiales. Igualmente, si la temperatura circundante disminuye, la temperatura de esa masa de agua disminuirá con más lentitud que la de otros materiales. Así, esta cualidad del agua permite que los organismos acuáticos vivan relativamente con placidez en un ambiente con temperatura fija.

La evaporación es el cambio de una sustancia de un estado físico líquido a un estado físico gaseoso. Necesitamos 540 calorías para evaporar un gramo de agua. En este punto, el agua hierve (punto de ebullición). Esto significa que tenemos que elevar la temperatura hasta 100 °C para hacer que el agua hierva. Cuándo el agua se evapora desde la superficie de la piel, o de la superficie de las hojas de una planta, las moléculas de agua arrastran consigo calor. Esto funciona como un sistema refrescante en los organismos.

Otra ventaja del agua es su punto de congelación. Cuando se desea que una sustancia cambie de un estado físico líquido a un estado físico sólido, se debe extraer calor de esa sustancia. La temperatura a la cual se produce el cambio en una sustancia desde un estado físico líquido a un estado físico sólido se llama solidificación.

Para cambiar el agua del estado físico líquido al estado físico sólido, tenemos que disminuir la temperatura circundante hasta 0 °C. Para fundirla de nuevo, es decir para cambiar un gramo de hielo a agua líquida, se requiere un suministro de calor de 79,7 calorías. Cuándo el agua se congela, la misma cantidad de calor es liberada al ambiente circundante. Esto permite que en invierno la temperatura del entorno no disminuya hasta el grado de aniquilar toda la vida del planeta.

Aire

Se denomina aire a la mezcla de gases que constituye la atmósfera terrestre, que permanecen alrededor de la Tierra por la acción de la fuerza de gravedad. El aire es esencial para la vida en el planeta, es particularmente delicado, fino y etéreo, transparente en las distancias cortas y medias si está limpio, y está compuesto, en proporciones ligeramente variables por sustancias tales como el nitrógeno (78%), oxígeno (21%), vapor de agua (variable entre 0-7%).

Suelo

Se denomina suelo a la parte no consolidada y superficial de la corteza terrestre, biológicamente activa, que tiende a desarrollarse en la superficie de las rocas emergidas por la influencia de la intemperie y de los seres vivos (meteorización).

Los suelos son sistemas complejos donde ocurren una vasta gama de procesos químicos, físicos y biológicos que se ven reflejados en la gran variedad de suelos existentes en la tierra.

A grandes rasgos los suelos están compuestos de minerales y material orgánico como materia sólida, agua y aire en distintas proporciones en los poros. De una manera más esquemática se puede decir que la pedosfera, el conjunto de todos los suelos, abarca partes de la litósfera, biósfera, atmósfera e hidrósfera.

Aunque la ecología también se ocupa del estudio del suelo, es en realidad otra ciencia que se encuentra entre la biología y la geología, denominada edafología, la encargada de su estudio integral. Por su parte, la ecología considera al suelo y sus factores abióticos como actuantes sobre los seres vivos, y lo define dentro del ecosistema global como un ecosistema particular

Clima

El clima abarca los valores estadísticos sobre los elementos del tiempo atmosférico en una región durante un período representativo: temperatura, humedad, presión, viento y precipitaciones, principalmente.

Estos valores se obtienen con la recopilación de forma sistemática y homogénea de la información meteorológica, durante períodos que se consideran suficientemente representativos, de 30 años o más. Estas épocas necesitan ser más largas en las zonas subtropicales y templadas que en la zona intertropical, especialmente, en la faja ecuatorial, donde el clima es más estable y menos variable en lo que respecta a los parámetros climáticos.

Los factores naturales que afectan al clima son la latitud, altitud, orientación del relieve, continentalidad (o distancia al mar) y corrientes marinas. Según se refiera al mundo, a una zona o región, o a una localidad concreta se habla de clima global, zonal, regional o local (micro-clima), respectivamente.

Componentes abióticos

El factor biótico se compone de todos aquellos organismos que tienen vida y que son capaces de interactuar con otros. Hablamos del reino animal y el reino de las plantas. La relación que hay entre ambos son condicionantes para que puedan existir. Estos factores bióticos han de disponer de una serie de características y comportamientos determinados para que puedan subsistir y llegar a reproducirse en un entorno con más factores bióticos. Compartir esos entornos lleva a la competencia para obtener alimentos, espacio, etcétera.

Una población se define como conjunto de organismos de cierta especie establecida en una misma zona. Hablamos de seres vivos, independientemente de si son unicelulares o pluricelulares. Existen tres tipos de factores bióticos que son los siguientes:

• El individuo, que es cada ser vivo de un ecosistema.
• La población, que es el conjunto de esos individuos, los cuales comparten el mismo hábitat.
• La comunidad, que son el conjunto de poblaciones las cuales interactúan entre ellas. Como ejemplo tenemos el bosque: en este ecosistema interactúan las plantas y los animales.

También podemos clasificar los factores bióticos de la siguiente manera por sus características particulares:

• Los productores, éstos elaboran su alimento.
• Consumidores, al contrario del anterior, estos no pueden elabora su alimento.
• Los descomponedores, se nutren de la materia descompuesta.

Tanto el factor abiótico como el biótico son vitales e imprescindibles para que se desarrolle la vida en el planeta. La alteración de cualquiera de estos grupos puede suponer un desequilibrio importante.

Medio Ambiente

Medio ambiente e historia En 1997 se cumplieron 25 años de la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Humano, la primera reunión cumbre sobre el medio ambiente, que se realizó en 1972 Estocolmo, Suecia.

 En 1983, 11 años más tarde, la Asamblea General de las Naciones Unidas convocó urgentemente a la elaboración de "un programa global para el cambio". Para tal propósito se creó ex profeso la Comisión Mundial sobre el Medio Ambiente y el Desarrollo presidida por la Sra. Gro Harlem Brundtland.

El informe que se generó, denominado Nuestro futuro común, fue presentado a la Asamblea General de las Naciones Unidas en 1987. Esto dio lugar a la organización de la Cumbre de la Tierra, que se realizó en Río de Janeiro en 1992, de la cual posteriormente se desprendió Río+5, llevada a cabo también en Río de Janeiro en 1997. En conmemoración a los 25 años de la Cumbre de Estocolmo y a los 10 años de Nuestro futuro común, presentamos el mensaje que la Sra. Brunstland publicó en la revista Salud Mundial de enero-febrero de 1990. ASF. “A lo largo de este siglo, los progresos de la civilización han entrado cada vez más en conflicto con el mundo natural. El aire y el agua están siendo contaminados por las lluvias ácidas. El clima mundial se ve amenazado por la posibilidad de un calentamiento de nuestro planeta. Prosiguen sin tregua los procesos destructivos de la desertificación, la deforestación y la erosión del suelo. Al mismo tiempo, la población del mundo crece más deprisa que nunca y sigue aumentando el foso que separa a los países industrializados de los que están en desarrollo.

En su informe Nuestro futuro común, la Comisión Mundial sobre Medio Ambiente y Desarrollo (denominada a veces Comisión Brundtland) señaló ya que la situación es cada vez más crítica.

Al ritmo actual de desarrollo, estamos agotando rápidamente la base de recursos naturales de que depende la existencia humana. Cada vez hay más pruebas de la estrecha relación existente entre la salud y el medio.

Estamos sobrecargando nuestro entorno y nuestros alimentos de productos químicos. Ciertas enfermedades infecciosas muestran signos de reactivación de resultas de la creciente pobreza y de la incapacidad de satisfacer las necesidades fundamentales de la población. La malnutrición sigue oponiendo un grave obstáculo a la salud y al desarrollo de los recursos humanos. Si las actuales tendencias persisten, será imposible que la Organización Mundial de la Salud alcance su meta de "salud para todos". Hemos de tomar medidas para que todos los países contribuyan a resolver los problemas de medio ambiente en el mundo: - En primer lugar, tendremos que difundir más información sobre el medio ambiente y el desarrollo en todo el mundo. Es necesario que la humanidad, más consciente de los problemas ambientales, reoriente la civilización moderna para ponerla de nuevo en armonía con la naturaleza y no en conflicto con ella, como actualmente parece ocurrir con tanta frecuencia. - En segundo lugar, ese tipo de adaptación deberá basarse en el crecimiento económico, y el progreso social. 

Es indispensable que ese crecimiento tenga lugar sobre todo en los países en desarrollo y que no se limite, como en la actualidad, a los países ya prósperos. Debe servir para aliviar la pobreza y el hambre.

Sólo así podremos liberar los recursos que necesitamos para resolver los problemas de salud y medio ambiente. - En tercer lugar, tendremos que reforzar la cooperación internacional, renovando nuestro compromiso respecto al multilateralismo. Y, como los problemas se plantean cada vez más a escala mundial, es específicamente importante que reforcemos las Naciones Unidas y los organismos de su sistema.

El logro de un desarrollo sostenible requiere esfuerzos sistemáticos e integrados de todos los sectores de la cooperación internacional. La labor de promoción del medio ambiente y el desarrollo puede ser un poderoso estímulo para una mejor coordinación y una acción más eficaz dentro del sistema de las Naciones Unidas.

La OMS fue el primer organismo especializado que adoptó medidas concretas en respuesta a la petición de la Asamblea General de que se tomaran disposiciones a tenor del informe Nuestro futuro común, asumiendo así la dirección de las actividades que tan necesarias son ahora, tanto en el plano internacional como en los Estados Miembros. Para todo ello, la OMS merece todo nuestro apoyo en la formidable empresa que le espera. La actual iniciativa de centrar la atención en los efectos nocivos del deterioro de medio ambiente en la salud mundial será uno de los pilares de las actividades que hemos de iniciar. Entre los principales objetivos de la OMS figura también el de sensibilizar a las autoridades nacionales e internacionales, así como al público en general, acerca de la estrecha correlación existente entre la salud y el medio ambiente. ¿Es imposible nuestra tarea? Responderé tajantemente: No, no lo es. En Nuestro futuro común hemos dicho que hay razones para esperar y para sentirnos optimistas.

Porque los recursos humanos de nuestro planeta nunca han sido mayores que ahora. Nunca hemos tenido una conciencia más clara de estos problemas. Si actuamos de acuerdo con el lema del Día Mundial de la Salud de 1990: «Nuestro planeta, nuestra salud: Pensad globalmente, actuad localmente», estoy convencida de que podremos invertir las actuales tendencias negativas y obtener los recursos necesarios para legar un entorno sano a las generaciones actuales y venideras.”